控制系统建模

控制系统建模Tag内容描述：<p>1、第3章 控制系统模型及转换 第3章 控制系统模型及转换 3.1 系统数学模型及其转换 3.2 系统模型的连接 3.3 状态空间模型实现 第3章 控制系统模型及转换 控制系统常用数学模型 根据系统输入、输出与内部状态变量之间关系，控制系统模型可分为外部模 型和内部模型。通常，把着眼于建立系统输入输出关系的数学模型称为外部 模型，包括时域模型(微分方程、差分方程)和频域模型(S传递函数或Z传递 函数)。着眼于建立系统输入、输出与内部状态变量之间关系的数学模型称 为内部模型，相应的数学模型称为系统的状态空间方程(连续状态空间方程 或离散。</p><p>2、第4章 数字控制系统建模与分析,本章主要阐述如下几个问题： 建立数控系统的离散化数学模型，即带零阶保持器的连续对象离散化； 改进的Z变换及其应用，建立具有迟后特性的连续对象的离散化模型及求取系统采样点之间的响应； 系统性能分析，包括时、频、Z域几方面的动、静态特性分析； 扰动对系统的影响。,4.1 引言,4.2 改进的Z变换（广义Z变换或扩展Z变换）,4.2.1 定义在信号f(t)超前或滞后不是T 的整数倍情况下的Z变换。与普通Z变换并无本质区别。,例4-2-1,4.2.2 求系统采样点之间的响应,问题：已知G(z,)，若给出输入信号u(t)，求系统输出。</p><p>3、第2章 连续控制系统的机理建模,吉林大学仪器科学与电气工程学院 随阳轶,连续与离散控制系统,主要内容,概述 微分方程及线性近似 框图模型及传递函数 状态变量模型 各种模型间的转换 系列设计举例,为了理解和控制复杂系统，必须获得这些系统量化的数学模型，而此过程就称为建模。系统建模主要有三种方法： 机理建模 ：即“白箱”建模，利用系统的具体结构和其所遵循的内在规律(物理的、化学的规律等)经严格的推导而获得最终数学模型的方法 。 辨识建模 ：即“黑箱”建模，利用实验的方法或者通过系统正常运行而获得其输入、输出的数据，从而。</p><p>4、第二章 控制系统的模型,一 控制系统的时域数学模型 二 控制系统的复数域数学模型 三 控制系统的结构图与信号流图 四 数学模型的实验测定,2.1 控制系统的时域数学模型,1、线性系统微分方程的建立 步骤：1. 确定系统的输入量(给定量和扰 动量)与输出量(被控制量, 也称 为系统的响应) 2. 列写系统各部分的微分方程 3. 消去中间变量, 求出系统的微 分方程,例2.1 编写如图2-1所示RC电路的微分方程式,图 2-1 RC电路,解:(1) 定输入输出量: u1 (t) -输入量, u2(t) -输出量 (2) 列写微分方程 u1 = iR+u2 式中 u2 = q/c i = dq/dt （3）消去中间变量。</p><p>5、控制系统模型及 基本定义,控制系统模型,数学模型,控制系统的数学模型在控制系统的研究中有着相当重要的地位，要对系统进行仿真处理，首先应当知道系统的数学模型，然后才可以对系统进行模拟。同样，如果知道了系统的模型，才可以在此基础上设计一个合适的控制器，使得系统响应达到预期的效果，从而符合工程实际的需要。 数学模型是描述元素之间、子系统之间、层次之间相互作用以及系统与环境相互作用的数学表达式。 原则上讲，现代数学所提供的一切数学表达形式，包括几何图形、代数结构等，均可以作为一定系统的数学模型。,数学模型,列写。</p><p>6、第十四章 控制系统建模与 仿真的应用,主要内容,14.1 数字PID控制器的仿真 14.2 一级倒立摆系统的控制与仿真 14.3 二级倒立摆系统的控制与仿真 14.4 双闭环调速系统的设计与仿真 14.5 过程控制系统的仿真,14.1 数字PID控制器的仿真,连续系统中PID的控制规律为：,将连续的微分方程化成离散的差分方程,将积分项离散化,将微分项离散化,离散PID全量输出表达式,14.1 数字PID控制器的仿真,PID增量算式,例14.1.1 设单位负反馈系统的开环传递函数为：,试应用MATLAB设计数字PID控制器。,方法一:采用零阶保持器法离散化 方法二:采用双线性变换法离散。</p><p>7、第四章控制系统建模 利用控制工具箱来建模 其中包括传递函数建模 状态方程建模 零极点建模以及模型的联接和转换 自动控制理论提供了各种分析和设计方法 如时域响应法 根轨迹法 频域响应法 能方便地进行运算并能以图形的形式表达出来 常规的手工计算只能粗略计算 绘制近似图形 适合一般的工程应用 MATLAB的控制系统工具箱含有丰富的专门用于线性系统分析和设计的函数 提供可靠 准确的运算工具 使得分析和设计。</p>