第二章過(guò)程對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

1、)()()()()()()()(1111011110trbtrdtdbtrdtdbtrdtdbtcatcdtdatcdtdatcdtdammmmmmnnnnnn （1 1）確定系統(tǒng)中各元件的輸入輸出物理量；）確定系統(tǒng)中各元件的輸入輸出物理量； （2 2）根據(jù)物理定律或化學(xué)定律（機(jī)理），列出元件的原始方）根據(jù)物理定律或化學(xué)定律（機(jī)理），列出元件的原始方 程，在條件允許的情況下忽略次要因素，適當(dāng)簡(jiǎn)化；程，在條件允許的情況下忽略次要因素，適當(dāng)簡(jiǎn)化； （3 3）消去中間變量，按模型要求整理出最后形式。）消去中間變量，按模型要求整理出最后形式。v 零初始條件：零初始條件： 輸入及其各階導(dǎo)數(shù)在輸入及其各階

2、導(dǎo)數(shù)在t =0-時(shí)刻均為時(shí)刻均為0； 輸出及其各階導(dǎo)數(shù)在輸出及其各階導(dǎo)數(shù)在t =0-時(shí)刻均為時(shí)刻均為0。形式上記為：形式上記為：nnnnmmmmasasasabsbsbsbsRsCsG11101110)()()(1qh)(1qfh)72.(.22Rhq)52.(21dtdhAqq)62.(21dthdAqqhqq，2102010hqq，dthdARhq21)82.(.11)()()(002210STKSARRSQSHSW)()()(122SQRSHSHSAR)()()(21SHASRSHSQ20ART 20RKA)1 (0/10TteqKh)(iQfTiQT)1 (dtTdCQQoipGCC

3、加熱器內(nèi)水的總重量；其中： G水的比熱；pC所吸收的熱量。熱容，介質(zhì)每升高CCo1)2()(TTAkQroTAkQroAkRr1令)3(1TRQo11)()()(000STKCRSRSQSTSWi，得：）示消去）、（由（oQ31iQRTdtTdRC)()()(sQRsTsTRCSi；過(guò)程的時(shí)間常數(shù)，式中：RCTT。過(guò)程的放大系數(shù)，RKK22)()(RthtqdtthdARthtq)()()(201SeSQRSHSHSAR0)()()(122SSeSTKeSARRSQSHSW0011)()()(0022100dttdhAtqtq)()()(201dtthdAtqtq)()()(201純延遲單容水

4、箱及其響應(yīng)曲線無(wú)純滯后有純滯后0012d hqqAdtdthdAq1STASSQSHSWa11)()()(10ATaSaeSTSW01)(020q無(wú)純滯后有純滯后無(wú)自平衡能力的單容水箱及其響應(yīng)曲線1q2h212RhqdthdAqq1121323RhqdthdAqq2232)()()(1121SHSASQSQ212)()(RSHSQ)()()(2232SHSASQSQ223)()(RSHSQ)(1SQ)(1SH)(2SQSA11)(2SQ21R31RSA21)(3SQ)(2SH)()()(120SQSHSW)1)(1(32213SRASRAR)1)(1(21STSTK211RAT 322RAT

5、K)1()1)(1()()()(13221110 SRASRASRARSQSHSWnnnn)1()1)(1(21 STSTSTKnTTTTn 21nTSKSW)1()(0SneTSKSW0)1()(0)(1SQ)(2SQSA1121RSAn111nR)(SHn)(3SQSA2131R.)(SQn)()()(1201SQSQSW1121SRA)()()(2202SQSHSWSA21sTSTSASRASQSHSWa111111)()()(12211201q3q。，3212010qqqhh2212RhhqdthdAqq1121323RhqdthdAqq22321)(1)()()(1323122231

6、2130SARARARSARARSQSQSW)1)(1(121STST)(231211ARARfT，)(231222ARARfT，1q2h)()()(21tututu從圖中可知：)()(12ttutu而：作用下的響應(yīng)；為矩形脈沖設(shè))()(tuty作用下的響應(yīng)；、為階躍信號(hào)、)()()()(2121tututyty)()()()()(1121ttytytytyty則：)()()(11ttytyty所以響應(yīng)曲線。響應(yīng)曲線。1)(000STKSW)1)(1()(2100STSTKSWseSTKSW1)(000seSTSTKSW)1)(1()(2100STSWa1)(0saeSTSW1)(0)1(1)

7、(10STSTSWasaeSTSTSW)1(1)(1000)0()(xyyK1)(000STKSWSeSTKSW1)(000SeSTKSW1)(000時(shí)當(dāng)那么)(1)(0txtr)(tyt0texKTt)1(000的兩個(gè)表達(dá)式：和數(shù)入上式，得到含有未知將曲線上兩點(diǎn)的值帶T)1()(01001TtexKty)1()(02002TtexKty)(393.0)(1yty)(2120ttT212tt )(632.0)(2yty038.0Tt042Tt)(55.0)(3yty)(87.0)(4ytytty)(tty)()(ty01)1)(1()(2100STSTKSW時(shí)當(dāng))(1)(0txtr)1()(2

8、112212100TtTteTTTeTTTxKty上述模型的響應(yīng)2T1T1T2Ttty)()(4.0(1yt ，)(8.0(2yt ，)(16.212121ttTT)55.074.1()(2122121ttTTTT21TT 、Se)(4 . 01yt ：對(duì)應(yīng)的關(guān)系與比值中階數(shù)）（慣性對(duì)象2111ttnTSnn21tt)(8 . 02yt ：對(duì)應(yīng)；的穩(wěn)態(tài)值求、)()(1yty；和所對(duì)應(yīng)的和分別為求、21)(8 . 0)(4 . 0)(2ttyyty；的值確定階數(shù)根據(jù)、ntt213，則對(duì)象為一階系統(tǒng)；若32. 021tta統(tǒng)；，則將其擬合成二階系若46. 032. 021ttb，）（，則系統(tǒng)模型為

9、若特殊地2021146. 0TSKtt32. 421ttT其中：的數(shù)據(jù)對(duì)，則根據(jù)上表找其相近若46. 021ttc進(jìn)行擬合值，根據(jù)的16. 221ttnTnsaeSTSW1)(0tgxTta02，saeSTSTSW)1(1)(10tgxTta01，121ttT)(xxR)(xyR)(g脈沖響應(yīng))(y階躍響應(yīng))(0SW過(guò)程的傳遞函數(shù))(ty)(0SW隨機(jī)信號(hào))(tx的自相關(guān)函數(shù)。稱為該集合的，其乘積的集合平均是相關(guān)與有影響，則稱的取值）對(duì)另一時(shí)刻（時(shí)刻的取值某信號(hào)在)()()()()()(txtxEtxtxtxttxtTTxxdttxtxTR0)()(1lim)(稱為其互相關(guān)函數(shù)。均集合平是互相

10、關(guān)的，其乘積的與響，則稱的值有影對(duì)另一個(gè)信號(hào)如果一個(gè)信號(hào))()()()()()(tytxEtytxtytxTTxydttytxTR0)()(1lim)()()(gkRxy)()(xxRk 0001)(時(shí)鐘脈沖1234輸出TxydttytxTR0)()(1)(TxxdttxtxTR0)()(1)()(tx)()(txtxtt 20)(2a)(2a時(shí)當(dāng)tNatatNtaTdtttxtxTRTxx2202)(1)(1)()(1)(時(shí)、當(dāng)ttt 1432NadttxtxTRTxx20)()(1)(同樣有時(shí)當(dāng)02202)(1)(1)()(1)(atNatNtNaTdttxtxTRTxx)(xxR02atNttNa ) 1