自動控制理論第三講.ppt

第二章 線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型概述,一、為什么要建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型？,1、是定量分析、計算機(jī)仿真、系統(tǒng)設(shè)計的需要 2、是尋找一個較好的控制規(guī)律的需要,二、什么是控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型？,描述控制系統(tǒng)中各變量之間相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式,三、如何建立數(shù)學(xué)模型？,1、提出合理的假設(shè)，忽略次要因數(shù)，抓住本質(zhì)。 2、建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)描述 3、非線性環(huán)節(jié)的處理,五、古典控制理論中控制系統(tǒng)模型描述方法 1、微分方程 2、傳遞函數(shù),四、實(shí)際工程應(yīng)用中建立模型的一般步驟 （1）把各部件盡可能地作線性化處理； （2）建立線性化的系統(tǒng)模型（近似模型）； （3）求系統(tǒng)的近似特性； （4）建立更復(fù)雜的模型，得到更精確的特性。,六、建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一般方法 1、機(jī)理分析法 2、實(shí)驗(yàn)辯識法,第一節(jié) 線性系統(tǒng)的輸入輸出時間函數(shù)描述,1、建立的目的：確定被控制量與給定輸入或擾動之間的關(guān)系，為分析和設(shè)計創(chuàng)造條件。,2、建立輸入輸出時間函數(shù)描述的方法 （1）分析系統(tǒng)的工作原理，作合理的假設(shè)； （2）確定系統(tǒng)的輸入量和輸出量； （3）根據(jù)物理或化學(xué)定律例寫描述系統(tǒng)運(yùn)動的方程； （常用定律：基爾霍夫定律、牛頓定律、能量守恒定律） （4）消去中間變量求出描述系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的微分方程。,一、建立線性系統(tǒng)的輸入輸出時間描述函數(shù),二、描述線性定常系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的微分方程一般形式,第二節(jié) 線性系統(tǒng)的輸入輸出傳遞函數(shù)描述,四、傳遞函數(shù)與脈沖響應(yīng)的關(guān)系,5、傳遞函數(shù)與脈沖函數(shù)響應(yīng)的關(guān)系,即： 1、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是脈沖響應(yīng)的拉氏變換； 2、系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)包含了傳遞函數(shù)的信息； 3、系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)也可以作為系統(tǒng)模型來使用，