第2章 连续系统的数学模型PPT课件

.1，自动限制原理，principlesofautomatic control，第二、第二章连续系统的数学模型，系统(机械、电力、过程等)，建模方法，机制或实验，数学模型，性能分析，稳定性，动态性能，健壮性等，性能不符合要求时如何对系统进行补偿，校正方法，3，工程实践中的典型模型示例，第4、2章连续系统的数学模型，2.1系统数学模型的概念，2.3传递函数，2.2微分方程说明，2.4结构图，2.5信号流程图，2.6系统数学模型的MATLAB表示，5，2章连续控制系统的数学模型，2.1系统数学模型的概念，2.2微分方程说明，2.3传递函数，2.4结构，2.5信号流程图，2.6系统数学模型的MATLAB表示，6，2.1系统数学模型的概念，自动控制理论方法是先将系统抽象成数学模型，然后进行数学处理。控制系统的数学模型是描述系统中物理量(或变量)之间关系的数学表达式或图形表达式或数字表达式。具有数学模型相似性的完全不同的物理特性系统！7，2.1.2建立数学模型的方法，机构分析建模方法，称为分析；实验建模方法，通常称为系统识别。2.1.1数学模型的定义和关键类型、静态和动态模型(静态模型为t时系统的动态模型)、输入输出描述模型(外部描述模型)和内部描述模型、连续时间模型和离散时间模型、参数模型和非参数模型，以及。8，2章连续控制系统的数学模型，2.1控制系统的数学模型概念，2.2微分方程说明，2.3传递函数，2.4结构图，2.5信号流程图，2.6系统数学模型的MATLAB表示，9，2章连续系统的数学模型，2.2微分方程说明，描述系统输出变量和输入变量之间的动态关系的微分方程到微分方程模型，10，2.2微分方程说明，系统微分方程的形式与系统分类的关系：(1)非线性微分方程说明的非线性系统；(2)线性微分方程描述了线性系统。(3)时变系统微分方程的系数与时间相关。(4)时变(常数)系统的微分方程的系数与时间无关。11、示例2.1主RC网络系统、12、示例2.2 RC网络系统、13，思考：是否可以将辅助RC网络视为辅助RC网络的连接？建立一阶RC网络的输入和输出之间的微分方程关系，直接得到二阶RC网络的输入和输出之间的微分方程关系吗？连接，T12=0，14，第一主动网络系统，第二主动网络系统，想法：能否将以下主动第二RC网络视为第二主动第一RC网络的连接？怎么了？15，2章连续控制系统的数学模型，2.1控制系统数学模型的概念，2.3传递函数，2.2微分方程说明，2.4传递函数模型，2.5结构块模型，2.6频率特性模型，16，数学准备知识：拉普拉斯变换，典型信号的拉普拉斯变换(1)，17，典型信号的拉普拉斯变换(2)，18，拉普拉斯变换的特性，19，应用拉普拉斯变换的纵值定理对拉普拉斯变换的纵值定理的适用条件：事实：极点位于复平面的左半边。不满足最终值定理的条件。20，多个拉普拉斯变换定理的证明，21，拉普拉斯变换的应用：在解微分方程的情况下，22，合理分数的分解(1):如果极点是另一个实数。23，合理分数的分解(2):如果极点是同一个实数。24，合理分数的分解(2):如果极点是同一个实数。25，合理的分数分解(3):如果极点是另一个复数形式。26，27，2.3.1传递函数和脉冲响应函数的定义：0初始条件下线性常数系统(链接)输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换的比率称为该系统(链接)的传递函数。，系统微分方程和传递函数可以直接转换！28，以下检查单位脉冲输入信号系统输出，单位脉冲输入信号拉普拉斯转换1，单位脉冲输入信号系统输出拉普拉斯转换，单位脉冲输入信号系统输出，思想：单位步骤信号输出(单位步骤响应)中的系统输出。考虑系统的单位冲量响应和单位阶跃响应之间的关系吗？脉冲响应是系统的数学模型！阶跃响应不是系统的数学模型！29，传递函数的特性：(1)传递函数仅取决于系统或元件的结构和参数，而不考虑输入输出。(2)传递函数概念仅适用于具有复杂函数所有特性的线性常数系统。(3)传递函数是复杂变量s的合理真分数，即nm；(4)传递函数是系统脉冲响应的拉普拉斯变换。(5)传递函数与实际物理系统没有一对一的对应关系。(6)传递函数的分子多项式和分母多项式的系数都是实数，因此零点和极点可以是实数或对的共轭复数形式。30，2.3.2传递函数表示法，1。合理的分数，2。0极格式，31，2。0极格式，(传递函数是s的复合函数，s是多个变量)，32，2。0极格式，(传递函数是s的复合函数，s是多个变量)，33，3。时间常数格式，34，2.3.3线性系统中的基本链接，放大链接(比例链接):积分链接：微分链接：惯性链接：一阶微分链接：二阶微分链接：延迟链接(纯延迟链接):系统或组件(线性连续)有些基本环实际上可以单独存在，但不能像各种微分环一样实际上单独存在。35，不考虑时间延迟情况，转移函数的一般形式(考虑时间延迟情况)，在时间延迟时考虑(有传送带):36，惯性部分从输入开始时刻起具有输出，并且仅当惯性使输出延迟一定时间时，才接近所需的输出值。惯性会话和延迟链路的区别：延迟会话在输入开始后0-时间内不输出，而是在t=之后输出。37，2章连续控制系统的数学模型，2.1系统数学模型的概念，2.3传递函数，2.2微分方程说明，2.4结构图，2.5信号流程图，2.6系统数学模型的MATLAB表示，38，2.4.1结构图的基本配置，控制系统的结构图是系统数学模型的图形形式，可以直观地描述系统各组件之间的相互关系及其功能、系统内信号的传递和转换过程。特征：具有图形模型的直观数学模型的精度。39，原理图由4个基本元素组成：带箭头的直线，箭头指示信号传递方向。引出点(测量点):引出或测量的信号的位置。这里的信号和测量信号一样，不影响原始信号，所以也称为测量点。比较点(复合点):对两个或多个信号执行代数运算。方块：表示输入信号的数学转换。对于线性常量系统或组件，通常在框中写入相应的传递函数。40，几个基本结构块，41，向后移动比较点，2.4.2结构图的转换定律，42，前进比较点，43，合并比较点，44，前进引出点，45，向后移动引出点，46，原理图是简单查找系统传递函数的基本方法：(1)移动比较点和引出点以消除相交循环，并将其转换为几个可操作的基本简单循环。(2)将结构图转换成代数方程，然后求解代数方程。(3)将原理图转换为信号流程图，然后直接应用梅森增益公式(4)梅森增益公式(最好不要使用！)，转换定律是代数转换原理图上相应代数方程结构图的简化是代数方程解决方案的消除因子，2.4.3结构图的简化。47，结构方块图的简化范例2.9，48，结构图的简化示例2.10，49，结构图的简化示例2.11，50，2.4.4反馈控制系统中的传递函数，51，反