DMP第2章动态测量系统分析建模方法概述ppt课件

1、第第2章章 动态动态(丈量丈量)系统分析建模方法概述系统分析建模方法概述1实践系统的模型化实践系统的模型化 2线性时不变系统模型的顺应性分析线性时不变系统模型的顺应性分析3仿真建模方法仿真建模方法 2.1 2.1 实践系统的模型化实践系统的模型化 结合运用目的和运转条件等要素对系统的实践约束结合运用目的和运转条件等要素对系统的实践约束关系加以简化。关系加以简化。 忽略原系统中的次要影响要素，获得一个相关物忽略原系统中的次要影响要素，获得一个相关物理量信号约束关系相对简单便于用我们熟习的理量信号约束关系相对简单便于用我们熟习的数学工具加以描画的物理模型。数学工具加以描画的物理模型。 系统简化系统

2、简化 目的目的 “万能数学模型万能数学模型 有效物理模型有效物理模型 时变的时变的 随机的随机的 适用数学模型适用数学模型 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分析线性时不变系统模型的顺应性分析 阅历阐明，大部分适用的动态丈量系统都可以以为是所阅历阐明，大部分适用的动态丈量系统都可以以为是所谓的谓的“线性时不变系统。即，可以用一个线性时不变系统。即，可以用一个“线性时不变线性时不变 数数学模型充分接近系统的实践约束关系。学模型充分接近系统的实践约束关系。线性时不变模型：线性时不变模型： 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析 在动态丈量中，对丈量系统

3、数学模型的顺应性调查包括两在动态丈量中，对丈量系统数学模型的顺应性调查包括两个方面：个方面： 1信息需求者了解的简便性；信息需求者了解的简便性； 2与丈量系统实践约束关系的接近性。与丈量系统实践约束关系的接近性。 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析 线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束

4、关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线

5、性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的

6、接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明线性时不变模型与丈量系统实践约束关系的接近性，可由以下实例充分阐明 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析对于大部分适用的动态丈量系统，都可以采用对于大部分适用的动态丈量系统，都可以采用“线性时不变线性时不变 模型模型: 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析典型的典型的“线性时不变动

7、态丈量系统线性时不变动态丈量系统典型一阶系典型一阶系统统 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析典型的典型的“线性时不变动态丈量系统线性时不变动态丈量系统典型一阶系典型一阶系统统 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析典型的典型的“线性时不变动态丈量系统线性时不变动态丈量系统典型二阶系典型二阶系统统 2.2 2.2 线性时不变系统模型的顺应性分线性时不变系统模型的顺应性分析析典型的典型的“线性时不变动态丈量系统线性时不变动态丈量系统典型二阶系典型二阶系统统 2.3 2.3 仿真建模方仿真建模方法法 为了了解某个建造或运

8、转本钱较大、或者难以直接为了了解某个建造或运转本钱较大、或者难以直接察看系统察看系统原系统的运转特性时，建造的与之类似的、原系统的运转特性时，建造的与之类似的、廉价且便于察看的系统。廉价且便于察看的系统。 经过直接察看仿真系统的运动特性、利用类似性经过直接察看仿真系统的运动特性、利用类似性确定的仿真对应关系了解原系统的特性。确定的仿真对应关系了解原系统的特性。 仿真系统仿真系统 仿真仿真Simulation实验方法实验方法 物理仿真实验物理仿真实验 用电路系统仿真用电路系统仿真核反响堆核反响堆 用机械系统仿真用机械系统仿真电路系统电路系统数字仿真数字仿真 计算机根据数量计算机根据数量约束关系编

9、程约束关系编程实现实现 构建一个与之类似的、熟习其构建一个与之类似的、熟习其物理原理的仿真系统物理原理的仿真系统对仿真系统数学建模对仿真系统数学建模利用类似性确定的仿真对应关系，求出利用类似性确定的仿真对应关系，求出原系统的数学模型原系统的数学模型仿真仿真建模建模方法方法根据物理量在系统中的作用功能，将其一致分为驱动变根据物理量在系统中的作用功能，将其一致分为驱动变量和流动变量两类，那些驱使系统发生变化运动的量和流动变量两类，那些驱使系统发生变化运动的物理量归属于驱动变量，如力、电压、温度等；而那些物理量归属于驱动变量，如力、电压、温度等；而那些用以表达系统变化运动大小的物理量就属于流动变用以

10、表达系统变化运动大小的物理量就属于流动变量，如速度、电流、热流量等。量，如速度、电流、热流量等。根据物理量在系统中的存在方式，将其一致分为跨越根据物理量在系统中的存在方式，将其一致分为跨越变量和经过变量两类，那些跨越相关元件两端而存在变量和经过变量两类，那些跨越相关元件两端而存在的物理量归属于跨越变量，如速度、电压、温度等；的物理量归属于跨越变量，如速度、电压、温度等；而那些经过贯穿相关元件而存在的的物理量就属而那些经过贯穿相关元件而存在的的物理量就属于经过变量，如力、电流、热流量等。于经过变量，如力、电流、热流量等。基于作用功能的认识方法基于作用功能的认识方法基于存在方式的认识方法基于存在方

11、式的认识方法机机- -电系统功能类似仿真对应关系电系统功能类似仿真对应关系 电电- -热仿真对应关系热仿真对应关系 机机- -电系统方式类似仿真对应关系电系统方式类似仿真对应关系 离散时间系统的数学模型与数字仿真离散时间系统的数学模型与数字仿真2.5数字仿真方法：时域呼应不变法、反向等效法、微分方程差分别散化、数字仿真方法：时域呼应不变法、反向等效法、微分方程差分别散化、双线性变换方法以及极零点映射法等双线性变换方法以及极零点映射法等 。数字仿真方法之一：时域呼应不变法数字仿真方法之一：时域呼应不变法 时域呼应不变法又分为冲激呼应不变法、阶跃呼应不变法等。时域呼应不变法又分为冲激呼应不变法、阶跃呼应不变法等。 数字仿真方法之二：反向等效法数字仿真方法之二：反向等效法 1、 加权冲激加权冲激DAC反向等效法反向等