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自动控制系统数学模型简介

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:分析和设计任何一个控制系统,首要任务是建立系统的数学模型。描写各变量动态关系的表达式称为动态数学模型,常用的动态数学模型为微分方程。在自动控制理论中,数学模型有多种形式,时域中常用的数学模型有微分方程,差分方程和状态方程;复数域中有传递函数,动态结构图;频率域中有频率特性等。本章中介绍微分方程、传递函数和动态结构图等数学模型的建立和应用。

自动控制系统数学模型简介

分析和设计任何一个控制系统,首要任务是建立系统的数学模型。描述系统的输入、输出变量以及系统内部各个变量之间关系的数学表达式称为系统的数学模型。描写各变量动态关系的表达式称为动态数学模型,常用的动态数学模型为微分方程。在实际工程中,不管是机械的、电气的、液压的、气动的系统,还是经济学的、生物学的系统等,它们虽然具有不同的物理特性,但是都具有最基本的、相当确定的相似性,即它们的动态行为都可以用微分方程来描述,不同的物理系统可以具有同一形式的数学模型。

建立数学模型的方法分为解析法和实验法,所谓解析法即依据系统及元件各变量之间所遵循的物理、化学定律列写出变量间的数学表达式,并经实验验证。而实验法则是对系统或元件输入一定形式的信号(阶跃信号,单位脉冲信号,正弦信号等),根据系统或元件的输出响应,经过数据处理而辨识出系统的数学模型。前种方法适用于简单、典型、通用常见的系统,而后种适用于复杂、非常见的系统。实际上常常把这两种方法结合起来建立数学模型。(www.xing528.com)

在自动控制理论中,数学模型有多种形式,时域中常用的数学模型有微分方程,差分方程和状态方程复数域中有传递函数,动态结构图;频率域中有频率特性等。本章中介绍微分方程、传递函数和动态结构图等数学模型的建立和应用。

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