環(huán)境工程仿真模擬第二章過程動(dòng)態(tài)特性課件

1環(huán)境工程仿真與控制第二章過程動(dòng)態(tài)分析1環(huán)境工程仿真與控制第二章過程動(dòng)態(tài)分析2被控過程在控制系統(tǒng)中的作用

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析2被控過程在控制系統(tǒng)中的作用

2.1過程的輸入3過程的輸入——輸出模型

研究過程輸出變量與輸入變量之間的函數(shù)關(guān)系。

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析3過程的輸入——輸出模型

研究過程輸出變量與輸入變量之間4對(duì)于1#水槽，設(shè)V1表示水槽的液體體積，根據(jù)物料平衡關(guān)系：

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析4對(duì)于1#水槽，設(shè)V1表示水槽的液體體積，根據(jù)物料平衡關(guān)系：5輸入流量qin與液位無關(guān)

α1是紊流狀態(tài)下的節(jié)流

系數(shù)，f1是閥的開啟面積。

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析5輸入流量qin與液位無關(guān)

6對(duì)于2#水槽，可知

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析6對(duì)于2#水槽，可知

7

上兩式是非線性微分方程，為了便于分析計(jì)算，需將非線性微分方程線性化。

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析7

8線性化原理：

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析8線性化原理：

第二章過程動(dòng)態(tài)分析9線性化：

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析9線性化：

10對(duì)于1#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析10對(duì)于1#水槽，線性化

11對(duì)于1#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析11對(duì)于1#水槽，線性化

第二章過程動(dòng)態(tài)分析12同樣，對(duì)于2#水槽

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析12同樣，對(duì)于2#水槽

13對(duì)于2#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析13對(duì)于2#水槽，線性化

14對(duì)于2#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析14對(duì)于2#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型15

液阻

容量系數(shù)

第二章過程動(dòng)態(tài)分析2.1過程的輸入輸出模型15

16

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析16

17

時(shí)間常數(shù)

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析17

18（1）建立1#水槽模型

（2）建立2#水槽模型

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析18（1）建立1#水槽模型

19（3）對(duì)上述兩個(gè)方程線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析19（3）對(duì)上述兩個(gè)方程線性化

20（4）寫為標(biāo)準(zhǔn)形式

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析20（4）寫為標(biāo)準(zhǔn)形式

21（5）消去中間變量

（6）轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)形式

二階線性微分方程2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析21（5）消去中間變量

22狀態(tài)變量

-最少的能夠表征過程動(dòng)態(tài)行為的一組變量。

-表征系統(tǒng)過去、現(xiàn)在、將來情況。

-既可以用具體的物理量作為狀態(tài)變量，也可以用沒有具體物理意義的抽象的量作為狀態(tài)變量，根據(jù)具體場(chǎng)合和具體情況而定。2.2過程的狀態(tài)空間模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析22狀態(tài)變量

-最少的能夠表征過程動(dòng)態(tài)行為的一組變量。23

2.2過程的狀態(tài)空間模型狀態(tài)方程輸出方程狀態(tài)變量輸入變量系統(tǒng)矩陣輸入矩陣輸出矩陣第二章過程動(dòng)態(tài)分析23

2.2過程的狀態(tài)空間模型狀態(tài)方程狀態(tài)變24線性、時(shí)不變系統(tǒng)的狀態(tài)方程

2.2過程的狀態(tài)空間模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析24線性、時(shí)不變系統(tǒng)的狀態(tài)方程

2.2過程的25拉氏變換

當(dāng)初始條件為零時(shí)：

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析25拉氏變換

當(dāng)初始條件為零時(shí)：

2.3過程的26

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析26

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分27典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

放大環(huán)節(jié)：

一階慣性環(huán)節(jié)：

積分環(huán)節(jié)：

二階振蕩環(huán)節(jié)：

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析27典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

放大環(huán)節(jié)：

一階慣性環(huán)節(jié)：

28典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

超前—滯后環(huán)節(jié)：

微分環(huán)節(jié)：

時(shí)滯環(huán)節(jié)：2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析28典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

超前—滯后環(huán)節(jié)：

微分環(huán)節(jié)29階躍輸入信號(hào)

R為常數(shù)，當(dāng)R=1時(shí)，稱為單位階躍信號(hào)。

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析29階躍輸入信號(hào)

R為常數(shù)，當(dāng)R=1時(shí)，稱為單位階30一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析30一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性31一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析31一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性32一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

matlab仿真

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析32一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

matlab仿真2.433二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)微分方程為

ω0稱為系統(tǒng)的自然頻率，ζ稱為衰減系數(shù)或阻尼系數(shù)。

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析33二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)微分方程為

34二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析34二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性35二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

階躍輸入下

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析35二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

階躍輸入下

2.4過程361．當(dāng)ζ>1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析361．當(dāng)ζ>1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二372．當(dāng)ζ=1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析372．當(dāng)ζ=1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二383．當(dāng)0<ζ<1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析383．當(dāng)0<ζ<1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析394．當(dāng)ζ=0時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析394．當(dāng)ζ=0時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二402.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

matlab仿真

第二章過程動(dòng)態(tài)分析402.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

412.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析典型對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

放大環(huán)節(jié)：

積分環(huán)節(jié)：

超前—滯后環(huán)節(jié)：

微分環(huán)節(jié)：

時(shí)滯環(huán)節(jié)：

matlab仿真第二章過程動(dòng)態(tài)分析412.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析典型對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

放大環(huán)42由狀態(tài)方程求傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析42由狀態(tài)方程求傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間43

如何求逆矩陣？

adjQ為矩陣的伴隨矩陣，|Q|為矩陣的行列式

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析43

如何求逆矩陣？

adjQ為矩陣的伴隨矩陣，|Q|44例：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析44例：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間45練習(xí)：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析45練習(xí)：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？

2.5數(shù)學(xué)模型46在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)模型之間的轉(zhuǎn)換

1.傳遞函數(shù)的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析46在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)模型之間的轉(zhuǎn)換

1.傳遞函數(shù)47例：把下面模型表示出來

>>num=[1-2];

>>den=[1-611];

>>sys=tf(num,den)

Transferfunction:

s-2

--------------

s^2-6s+11

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析47例：把下面模型表示出來

>>num=[1-2482.傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)增益模型的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析482.傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)增益模型的表示方法

2.5數(shù)49例：把下面模型表示出來

>>k=2.5;

>>z=-5;

>>p=[0,-4,-1];

>>sys=zpk(z,p,k)

Zero/pole/gain:

2.5(s+5)

-------------

s(s+4)(s+1)2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析49例：把下面模型表示出來

>>k=2.5503.狀態(tài)方程的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析503.狀態(tài)方程的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)51例：把下面模型表示出來

>>A=[10;23];

>>B=[0;1];

>>C=[01];

>>D=0;

>>sys=ss(A,B,C,D)

a=

x1x2

x110

x2232.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換b=

u1

x10

x21

c=

x1x2

y101

d=

u1

y10

Continuous-timemodel.第二章過程動(dòng)態(tài)分析51例：把下面模型表示出來

>>A=[10524.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析524.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

[num,den]=ss253例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[13;-25];

>>B=[1;1];

>>C=[10];

>>D=0;

>>[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)

num=

01-2

den=

1-611

>>sys=tf(num,den)

Transferfunction:

s-2

--------------

s^2-6s+112.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析53例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[13;-2545.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型

[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析545.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型

[z,p,k]=ss55例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[10;23];

>>B=[0;1];

>>C=[01];

>>D=0;

>>[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D)

z=

1

p=

3

1

k=

12.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換

>>sys=zpk(z,p,k)

Zero/pole/gain:

(s-1)

-----------

(s-3)(s-1)第二章過程動(dòng)態(tài)分析55例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[10;23566.將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程——實(shí)現(xiàn)問題

由于狀態(tài)變量選擇的非唯一性，系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)也不是唯一的。

[A,B,C,D]=tf2ss(num,den)

[A,B,C,D]=zp2ss(z,p,k)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析566.將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程——實(shí)現(xiàn)問題

由于狀態(tài)變量選57例：將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程

>>num=[1-2];

>>den=[1-611];

>>[A,B,C,D]=tf2ss(num,den)

A=

6-11

10

B=

1

0

C=

1-2

D=

02.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析57例：將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程

>>num=[1-2]58例：將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程

>>z=1;

>>p=[31];

>>k=1;

>>[A,B,C,D]=zp2ss(z,p,k)

A=

4.0000-1.7321

1.73210

B=

1

0

C=

1.0000-0.5774

D=

02.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析58例：將傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程

>>z=1;

>>p=597.各種模型之間的轉(zhuǎn)換

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)名稱函數(shù)功能ss2tf將系統(tǒng)狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型ss2zp將系統(tǒng)狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型tf2ss將系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型tf2zp將系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型zp2ss將系統(tǒng)零極點(diǎn)增益模型換為狀態(tài)空間模型zp2tf零極點(diǎn)增益模型換為傳遞函數(shù)模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析597.各種模型之間的轉(zhuǎn)換

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)60環(huán)境工程仿真與控制第二章過程動(dòng)態(tài)分析END60環(huán)境工程仿真與控制第二章過程動(dòng)態(tài)分析生活中的辛苦阻撓不了我對(duì)生活的熱愛。12月-2212月-22Thursday,December29,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。13:42:5913:42:5913:4212/29/20221:42:59PM做一枚螺絲釘，那里需要那里上。12月-2213:42:5913:42Dec-2229-Dec-22日復(fù)一日的努力只為成就美好的明天。13:42:5913:42:5913:42Thursday,December29,2022安全放在第一位，防微杜漸。12月-2212月-2213:42:5913:42:59December29,2022加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2022年12月29日1:42下午12月-2212月-22精益求精，追求卓越，因?yàn)橄嘈哦鴤ゴ蟆?9十二月20221:42:59下午13:42:5912月-22讓自己更加強(qiáng)大，更加專業(yè)，這才能讓自己更好。十二月221:42下午12月-2213:42December29,2022這些年的努力就為了得到相應(yīng)的回報(bào)。2022/12/2913:42:5913:42:5929December2022科學(xué)，你是國力的靈魂；同時(shí)又是社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志。1:42:59下午1:42下午13:42:5912月-22每天都是美好的一天，新的一天開啟。12月-2212月-2213:4213:42:5913:42:59Dec-22相信命運(yùn)，讓自己成長，慢慢的長大。2022/12/2913:42:59Thursday,December29,2022愛情，親情，友情，讓人無法割舍。12月-222022/12/2913:42:5912月-22謝謝大家！生活中的辛苦阻撓不了我對(duì)生活的熱愛。12月-2212月-2262環(huán)境工程仿真與控制第二章過程動(dòng)態(tài)分析1環(huán)境工程仿真與控制第二章過程動(dòng)態(tài)分析63被控過程在控制系統(tǒng)中的作用

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析2被控過程在控制系統(tǒng)中的作用

2.1過程的輸入64過程的輸入——輸出模型

研究過程輸出變量與輸入變量之間的函數(shù)關(guān)系。

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析3過程的輸入——輸出模型

研究過程輸出變量與輸入變量之間65對(duì)于1#水槽，設(shè)V1表示水槽的液體體積，根據(jù)物料平衡關(guān)系：

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析4對(duì)于1#水槽，設(shè)V1表示水槽的液體體積，根據(jù)物料平衡關(guān)系：66輸入流量qin與液位無關(guān)

α1是紊流狀態(tài)下的節(jié)流

系數(shù)，f1是閥的開啟面積。

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析5輸入流量qin與液位無關(guān)

67對(duì)于2#水槽，可知

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析6對(duì)于2#水槽，可知

68

上兩式是非線性微分方程，為了便于分析計(jì)算，需將非線性微分方程線性化。

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析7

69線性化原理：

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析8線性化原理：

第二章過程動(dòng)態(tài)分析70線性化：

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析9線性化：

71對(duì)于1#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析10對(duì)于1#水槽，線性化

72對(duì)于1#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析11對(duì)于1#水槽，線性化

第二章過程動(dòng)態(tài)分析73同樣，對(duì)于2#水槽

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析12同樣，對(duì)于2#水槽

74對(duì)于2#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析13對(duì)于2#水槽，線性化

75對(duì)于2#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析14對(duì)于2#水槽，線性化

2.1過程的輸入輸出模型76

液阻

容量系數(shù)

第二章過程動(dòng)態(tài)分析2.1過程的輸入輸出模型15

77

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析16

78

時(shí)間常數(shù)

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析17

79（1）建立1#水槽模型

（2）建立2#水槽模型

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析18（1）建立1#水槽模型

80（3）對(duì)上述兩個(gè)方程線性化

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析19（3）對(duì)上述兩個(gè)方程線性化

81（4）寫為標(biāo)準(zhǔn)形式

2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析20（4）寫為標(biāo)準(zhǔn)形式

82（5）消去中間變量

（6）轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)形式

二階線性微分方程2.1過程的輸入輸出模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析21（5）消去中間變量

83狀態(tài)變量

-最少的能夠表征過程動(dòng)態(tài)行為的一組變量。

-表征系統(tǒng)過去、現(xiàn)在、將來情況。

-既可以用具體的物理量作為狀態(tài)變量，也可以用沒有具體物理意義的抽象的量作為狀態(tài)變量，根據(jù)具體場(chǎng)合和具體情況而定。2.2過程的狀態(tài)空間模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析22狀態(tài)變量

-最少的能夠表征過程動(dòng)態(tài)行為的一組變量。84

2.2過程的狀態(tài)空間模型狀態(tài)方程輸出方程狀態(tài)變量輸入變量系統(tǒng)矩陣輸入矩陣輸出矩陣第二章過程動(dòng)態(tài)分析23

2.2過程的狀態(tài)空間模型狀態(tài)方程狀態(tài)變85線性、時(shí)不變系統(tǒng)的狀態(tài)方程

2.2過程的狀態(tài)空間模型第二章過程動(dòng)態(tài)分析24線性、時(shí)不變系統(tǒng)的狀態(tài)方程

2.2過程的86拉氏變換

當(dāng)初始條件為零時(shí)：

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析25拉氏變換

當(dāng)初始條件為零時(shí)：

2.3過程的87

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析26

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分88典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

放大環(huán)節(jié)：

一階慣性環(huán)節(jié)：

積分環(huán)節(jié)：

二階振蕩環(huán)節(jié)：

2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析27典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

放大環(huán)節(jié)：

一階慣性環(huán)節(jié)：

89典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

超前—滯后環(huán)節(jié)：

微分環(huán)節(jié)：

時(shí)滯環(huán)節(jié)：2.3過程的傳遞函數(shù)第二章過程動(dòng)態(tài)分析28典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：

超前—滯后環(huán)節(jié)：

微分環(huán)節(jié)90階躍輸入信號(hào)

R為常數(shù)，當(dāng)R=1時(shí)，稱為單位階躍信號(hào)。

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析29階躍輸入信號(hào)

R為常數(shù)，當(dāng)R=1時(shí)，稱為單位階91一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析30一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性92一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析31一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性93一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

matlab仿真

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析32一階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

matlab仿真2.494二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)微分方程為

ω0稱為系統(tǒng)的自然頻率，ζ稱為衰減系數(shù)或阻尼系數(shù)。

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析33二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

二階系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)微分方程為

95二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析34二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性96二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

階躍輸入下

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析35二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

階躍輸入下

2.4過程971．當(dāng)ζ>1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析361．當(dāng)ζ>1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二982．當(dāng)ζ=1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析372．當(dāng)ζ=1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二993．當(dāng)0<ζ<1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析383．當(dāng)0<ζ<1時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析1004．當(dāng)ζ=0時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二章過程動(dòng)態(tài)分析394．當(dāng)ζ=0時(shí)

2.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析第二1012.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

matlab仿真

第二章過程動(dòng)態(tài)分析402.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析二階對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

1022.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析典型對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

放大環(huán)節(jié)：

積分環(huán)節(jié)：

超前—滯后環(huán)節(jié)：

微分環(huán)節(jié)：

時(shí)滯環(huán)節(jié)：

matlab仿真第二章過程動(dòng)態(tài)分析412.4過程的動(dòng)態(tài)特性分析典型對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程

放大環(huán)103由狀態(tài)方程求傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析42由狀態(tài)方程求傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間104

如何求逆矩陣？

adjQ為矩陣的伴隨矩陣，|Q|為矩陣的行列式

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析43

如何求逆矩陣？

adjQ為矩陣的伴隨矩陣，|Q|105例：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析44例：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

2.5數(shù)學(xué)模型之間106練習(xí)：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析45練習(xí)：求下列系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？

2.5數(shù)學(xué)模型107在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)模型之間的轉(zhuǎn)換

1.傳遞函數(shù)的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析46在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)模型之間的轉(zhuǎn)換

1.傳遞函數(shù)108例：把下面模型表示出來

>>num=[1-2];

>>den=[1-611];

>>sys=tf(num,den)

Transferfunction:

s-2

--------------

s^2-6s+11

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析47例：把下面模型表示出來

>>num=[1-21092.傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)增益模型的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析482.傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)增益模型的表示方法

2.5數(shù)110例：把下面模型表示出來

>>k=2.5;

>>z=-5;

>>p=[0,-4,-1];

>>sys=zpk(z,p,k)

Zero/pole/gain:

2.5(s+5)

-------------

s(s+4)(s+1)2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析49例：把下面模型表示出來

>>k=2.51113.狀態(tài)方程的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析503.狀態(tài)方程的表示方法

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)112例：把下面模型表示出來

>>A=[10;23];

>>B=[0;1];

>>C=[01];

>>D=0;

>>sys=ss(A,B,C,D)

a=

x1x2

x110

x2232.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換b=

u1

x10

x21

c=

x1x2

y101

d=

u1

y10

Continuous-timemodel.第二章過程動(dòng)態(tài)分析51例：把下面模型表示出來

>>A=[101134.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析524.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

[num,den]=ss2114例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[13;-25];

>>B=[1;1];

>>C=[10];

>>D=0;

>>[num,den]=ss2tf(A,B,C,D)

num=

01-2

den=

1-611

>>sys=tf(num,den)

Transferfunction:

s-2

--------------

s^2-6s+112.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析53例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[13;-21155.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型

[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D)

2.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換第二章過程動(dòng)態(tài)分析545.將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為零極點(diǎn)增益模型

[z,p,k]=ss116例：將狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)

>>A=[10;23];

>>B=[0;1];

>>C=[01];

>>D=0;

>>[z,p,k]=ss2zp(A,B,C,D)

z=

1

p=

3

1

k=

12.5數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換

>>sys=zpk(z,p,k)

Zero/pole/gain: