第2章-连续系统的数学模型.ppt

《第2章-连续系统的数学模型.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、自动控制原理PrinciplesofAutomaticControl《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所2第2章连续系统的数学模型系统(机械，电气，过程等)建模方法机理或实验数学模型性能分析稳定性、动态性能、鲁棒性等等若性能不满足要求对系统进行校正校正方法（控制器设计方法）滞后-超前、PID、LQ最优等《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所3工程实际中常见的模型举例《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所4第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微分方程描述2.4结构图

2、2.5信号流图2.6系统数学模型的MATLAB表示《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所5第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微分方程描述2.3传递函数2.4结构图2.5信号流图2.6系统数学模型的MATLAB表示《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所62.1系统数学模型的概念自控理论方法是先将系统抽象完数学模型，然后用数学的方法处理。控制系统的数学模型是描述系统内部各物理量（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。完全不同物理性质的系统，其数学模型具有相似性！《自动控制原理》嘉兴学院重

3、点课程机电工程学院传动与控制工程研究所72.1.2建立数学模型的方法机理分析建模方法，称为分析法；实验建模方法，通常称为系统辨识。2.1.1数学模型的定义与主要类型静态模型与动态模型(静态模型是t→∞时系统的动态模型)输入输出描述模型（外部描述模型）与内部描述模型连续时间模型与离散时间模型参数模型与非参数模型10《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所8第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2.2微分方程描述2.3传递函数2.4结构图2.5信号流图2.6系统数学模型的MATLAB表示《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与

4、控制工程研究所9第2章连续系统的数学模型2.2微分方程描述描述系统输出变量和输入变量之间动态关系的微分方程称为微分方程模型《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所102.2微分方程描述系统微分方程的形式与系统分类之间的关系:（1）非线性微分方程描述的是非线性系统；（2）线性微分方程描述的是线性系统;（3）时变系统的微分方程的系数与时间有关；（4）时不变(定常)系统的微分方程的系数与时间无关。系统u(t)y(t)《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所11例2.1一阶RC网络系统《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与

5、控制工程研究所12例2.2二阶RC网络系统《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所13思考：能否可以将二阶RC网络看成是两个一阶RC网络的串联？分别建立一阶RC网络的输入输出之间的微分方程关系，然后直接得到二阶RC网络的输入输出之间的微分方程关系？串联？T12=0《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所14C-+一阶有源网络系统二阶有源网络系统思考：能否可以将下列有源二阶RC网络看成是两个有源一阶RC网络的串联？为什么？《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所15第2章连续控制系统的数学模型2.1控制系

6、统数学模型的概念2.3传递函数2.2微分方程描述2.4传递函数模型2.5结构框图模型2.6频率特性模型《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所16数学预备知识：拉氏变换典型信号的拉氏变换（1）《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所17典型信号的拉氏变换（2）《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所18拉氏变换的性质《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所19应用拉氏变换的终值定理求注意拉氏变换终值定理的适用条件：事实上：的极点均处在复平面的左半边。不满足终值定理的条件。《自动控

7、制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所20几个拉氏变换定理的证明《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所21拉氏变换的应用：求解微分方程《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所22有理分式的分解（1）：极点为相异实数的情况《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所23有理分式的分解（2）：出现极点为相同实数的情况《自动控制原理》嘉兴学院重点课程机电工程学院传动与控制工程研究所24有理分式的分解（2）：出现极点为相同实数的情况《自