实际高度h给定电压uGS23系统辨识课件

AirballDemo建模——实验法参赛者：尹光浩余炜陈雷指导老师：胡志华AirballDemo建模参赛者：尹光浩余炜陈雷第1章建模对象分析第2章系统建模第3章模型的测试第1章建模对象分析第2章系统建模第3章模型的测试图1.1被控对象工作原理：接通风扇电源，风扇转动形成的气流将对乒乓球作用一个向上的力，通过控制风扇的转速，可以调节对乒乓球的作用力，使之在管道内上下运行并稳定在某一设定高度。第1章建模对象分析被控对象如图1.1所示，共可分为底座和管道两部分图1.1被控对象工作原理：第1章建模对象分析被控对象第1章建模对象分析第1章建模对象分析第1章建模对象分析第1章建模对象分析图1.2系统整体框图第1章建模对象分析图1.2系统整体框图第1章建模对象分析

二、通过实验或观测获取系统数据——实验建模法第1章建模对象分析获得被控对象数学模型，可以通过两种方法建模：一、从基本物理定律及系统的结构数据来推导出数学模型——机理分析法实验建模法第1章建模对象分析获得被控第2章系统建模2.1选择模型结构2.2数据的采集与处理2.3系统辨识第2章系统建模第2章系统建模2.1选择模型结构2.2数据的采集与处

1.

一阶惯性环节加纯迟延或3.用有理分式表示的传递函数2.二阶或n阶惯性环节加纯迟延2.1选择模型结构或3.用有理分式表示的传递函数2.二阶或n阶惯性环节2.2数据的采集与处理2.2数据的采集与处理图2即用下述传递函数去拟合：0这里我们采用有理分式表示的传递函数的模型结构，再由阶跃响应确定近似传递函数。在此，我们先截去延迟部分，得出被控对象的单位阶跃响应h(t)假定如图2所示。2.3系统辨识图2即用下述传递函数去拟合：0这里我们采用有理分式表示的传递根据拉氏变换的终值定理，可知（2-6）现定义：则根据拉氏变换的积分定理，有（2-7）（2-8）2.3系统辨识根据拉氏变换的终值定理，可知（2-6）现定义：则根据拉氏变换则且（2-11）（2-12）因此又有:同理，定义：（2-9）（2-10）2.3系统辨识则且（2-11）（2-12）因此又有:同理，定义：（2-9）

依此类推，可得其中（2-13）（2-14）2.3系统辨识依此类推，可得其中（2-13）（2-14）2.3系统于是得到一个线性方程组：（2-15）

其中，，，和，，，为未知系数共（n+m+1）个；Kr,r=0,1,2,，(n+m)分别是，

r=1，2，，(n+m)的稳态值。2.3系统辨识于是得到一个线性方程组：（2-15）其中，，，式（2-15）中的我们可以由其定义式=得出。

根据积分的定义，可知对于定积分可以用如下式子近似，如图2所示：图2为采样周期，由h的数据可以求出一系列的。2.3系统辨识式（2-15）中的我们可以由其定义式=得出。h2h1tS=(h1+h2)/2*tht图2.离散梯形积分近似连续积分示意图h2h1tS=(h1+h2)/2*tht图2.离散梯形积

经过系统分析，我们可以基本确定此系统的数学模型结构为三阶以上模型。在此，我们先假定为三阶的，因此可以确定n=3，m可以为2、1、0,现在逐个辨识。我们先假定m=2，传递函数为：

（2-16）实现方法：2.3系统辨识经过系统分析，我们可以基本确定此系统的数学模型结构为

经过数据处理，运用系统辨识过程提到的方法，我们可以辨识到K0,K1,K2,K3,K4,K5：将它们代入线性方程组（2-15）。2.3系统辨识经过数据处理，运用系统辨识过程提到的方法，我们可以

运用同样的方法可以求得m为1和0时的以上参数和气球实际高度h与给定高度之间的传递函数。此线性方程可以通过MATLAB求解，程序如下：F1=’’；F2=’’；F3=’’；F4=’’；F5=’’；F6=’’；[,,,,,]=solve(F1,F2,F3,F4,F5,F6)2.3系统辨识运用同样的方法可以求得m为1和0时的以上参数和气球实际高度h给定电压uGS2.3系统辨识实际高度h给定电压uGS2.3系统辨识阶跃仿真模型真实模型h仿h真第3章模型的测试阶跃仿真模型真实模型h仿h真第3章模型的测试图3.1仿真方式的测试框图数据给定界面数据采集程序实际高度h给定电压u仿真器AR000上位机（MATLAB应用程序）GS第3章模型的测试图3.1仿真方式的测试框图数据给定界面实际高度h给定电压u仿仿真曲线与实际曲线对比：MATLABB&R第3章模型的测试仿真曲线与实际曲线对比：MATLABB&R第3章模型的测试谢谢！谢谢！AirballDemo建模——实验法参赛者：尹光浩余炜陈雷指导老师：胡志华AirballDemo建模参赛者：尹光浩余炜陈雷第1章建模对象分析第2章系统建模第3章模型的测试第1章建模对象分析第2章系统建模第3章模型的测试图1.1被控对象工作原理：接通风扇电源，风扇转动形成的气流将对乒乓球作用一个向上的力，通过控制风扇的转速，可以调节对乒乓球的作用力，使之在管道内上下运行并稳定在某一设定高度。第1章建模对象分析被控对象如图1.1所示，共可分为底座和管道两部分图1.1被控对象工作原理：第1章建模对象分析被控对象第1章建模对象分析第1章建模对象分析第1章建模对象分析第1章建模对象分析图1.2系统整体框图第1章建模对象分析图1.2系统整体框图第1章建模对象分析

二、通过实验或观测获取系统数据——实验建模法第1章建模对象分析获得被控对象数学模型，可以通过两种方法建模：一、从基本物理定律及系统的结构数据来推导出数学模型——机理分析法实验建模法第1章建模对象分析获得被控第2章系统建模2.1选择模型结构2.2数据的采集与处理2.3系统辨识第2章系统建模第2章系统建模2.1选择模型结构2.2数据的采集与处

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一阶惯性环节加纯迟延或3.用有理分式表示的传递函数2.二阶或n阶惯性环节加纯迟延2.1选择模型结构或3.用有理分式表示的传递函数2.二阶或n阶惯性环节2.2数据的采集与处理2.2数据的采集与处理图2即用下述传递函数去拟合：0这里我们采用有理分式表示的传递函数的模型结构，再由阶跃响应确定近似传递函数。在此，我们先截去延迟部分，得出被控对象的单位阶跃响应h(t)假定如图2所示。2.3系统辨识图2即用下述传递函数去拟合：0这里我们采用有理分式表示的传递根据拉氏变换的终值定理，可知（2-6）现定义：则根据拉氏变换的积分定理，有（2-7）（2-8）2.3系统辨识根据拉氏变换的终值定理，可知（2-6）现定义：则根据拉氏变换则且（2-11）（2-12）因此又有:同理，定义：（2-9）（2-10）2.3系统辨识则且（2-11）（2-12）因此又有:同理，定义：（2-9）

依此类推，可得其中（2-13）（2-14）2.3系统辨识依此类推，可得其中（2-13）（2-14）2.3系统于是得到一个线性方程组：（2-15）

其中，，，和，，，为未知系数共（n+m+1）个；Kr,r=0,1,2,，(n+m)分别是，

r=1，2，，(n+m)的稳态值。2.3系统辨识于是得到一个线性方程组：（2-15）其中，，，式（2-15）中的我们可以由其定义式=得出。

根据积分的定义，可知对于定积分可以用如下式子近似，如图2所示：图2为采样周期，由h的数据可以求出一系列的。2.3系统辨识式（2-15）中的我们可以由其定义式=得出。h2h1tS=(h1+h2)/2*tht图2.离散梯形积分近似连续积分示意图h2h1tS=(h1+h2)/2*tht图2.离散梯形积

经过系统分析，我们可以基本确定此系统的数学模型结构为三阶以上模型。在此，我们先假定为三阶的，因此可以确定n=3，m可以为2、1、0,现在逐个辨识。我们先假定m=2，传递函数为：

（2-16）实现方法：2.3系统辨识经过系统分析，我们可以基本确定此系统的数学模型结构为

经过数据处理，运用系统辨识过程提到的方法，我们可以辨识到K0,K1,K2,K3,K4,K5：将它们代入线性方程组（2-15）。2.3系统辨识经过数据处理，运用系统辨识过程提到的方法，我们可以

运用同样的方法可以求得m为1和0时的以上参数和气球实际高度h与给定高度之间的传递函数。此线性方程可以通过MATLAB求解，程序如下：F1=’’；F2=’’；F3=’’；F4=’’；F5=’’；F6=’’；[,,,,,]=solve(F1,F2,F3,F4,F5,F6)2.3系统辨识运用同样的方法可以求得m为1和0时的以上参数和气球实际高度h给定电压uGS2.3系统辨识实际高度h给定电压uGS2.3系统