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控制系統的數學模型

發布時間: 2022-04-22 19:05:17

㈠ 控制系統的時域數學模型是什麼

在自動控制理論中 ,時域中常用的數學模型有 微分方程,差分方程,狀態方程。
而復數域中有傳遞函數,結構圖。
頻域中有頻率特性。

㈡ 古典控制理論中控制系統的數學模型有哪幾種形式

微分方程,傳遞函數,結構圖,信號流圖

㈢ 何謂自動控制系統的數學模型建立數學模型的目的何在

自控系統的數學復模型主要制包括被控對象的數學模型與校正裝置的數學模型。設計自控系統的目的在於令系統在某種控制量輸入時獲得需要的被控量輸出,比如對一個直流電機調速系統而言,輸入的控制量是電樞電壓,而輸出的被控量是電機轉速(或轉矩),我們設計系統的目的就是當輸入特定的電壓時可以得到需要的轉速。那麼到底多高的電壓(輸入量)對應多高的轉速(輸出量)呢?使用如微分方程等數學語言描述輸出對應輸入的關系就叫建立數學模型。而數學模型的作用在於:1.描述被控對象自身特性;2.根據被控對象的特性定量的設計校正環節;3.用於分析整個系統的性能指標,作為系統是否達標的判斷標准。

㈣ 有哪些建立控制系統數學模型的方法

建立控制系統微分方程的主要步驟有:
(1)明確要解決問題的目的和要求,確定系統的輸入變數和輸出變數.
(2)全面深入細致地分析系統的工作原理、系統內部各變數間的關系.在多數情況下,所研究的系統比較復雜,涉及到的因素很多,不可能把所有復雜的因素都考慮到.因此,必須抓住能代表系統運動規律的主要特徵,捨去一些次要因素,對問題進行適當的簡化,必要時還必須進行一些合理的假設.
(3)如果把整個控制系統作為一個整體,組成控制系統的各元器件及裝置則可以成為子系統。從輸入端開始,依照各子系統所遵循的物理定律或其他規律,寫出子系統的數學表達式.
(4)消去中間變數,最後得到描述輸入變數與輸出變數關系的微分方程式。
(5)寫出微分方程的規范形式,即所有與輸出變數有關的項應在方程左邊,所有與輸入變數有關的項應在方程右邊,所有變數均按降階排列。
系統微分方程的一般形式是
(2.1)式中:y為輸出變數;
x為輸入變數;和為方程的系數。
本書只討論線性定常系統,因此,這些系數均為常數。
由於控制系統的被控對象和控制元件都具有慣性,當輸入量發生變化時,輸出量不可能在瞬時完成對輸入量的響應,而必須經歷一個過渡過程即動態過程,所以我們把描述控制系統的微分方程又稱為動態方程。

㈤ 自動控制系統中數學模型的作用及常見形式有哪些

在控制系統的分析和設計中,首先要建立系統的數學模型。控制系統的數學模型是描述系統內部物理量(或變數)之間關系的數學表達式。在靜態條件下(即變數各階導數為零),描述變數之間關系的代數方程叫靜態數學模型;而描述變數各階導數之間關系的微分方程叫數學模型。如果已知輸入量及變數的初始條件,對微分方程求解就可以得到系統輸出量的表達式,並由此可對系統進行性能分析。因此,建立控制系統的數學模型是分析和設計控制系統的首要工作

建立控制系統數學模型的方法有分析法和實驗法兩種。分析法是對系統各部分的運動機理進行分析,根據它們所依據的物理規律或化學規律分別列寫相應的運動方程。例如,電學中有基爾霍夫定律,力學中有牛頓定律,熱力學中有熱力學定律等。實驗法是人為地給系統施加某種測試信號,記錄其輸出響應,並用適當的數學模型去逼近,這種方法稱為系統辨識。近幾年來,系統辨識已發展成一門獨立的學科分支,本章重點研究用分析法建立系統數學模型的方法。

在自動控制理論中,數學模型有多種形式。時域中常用的數學模型有微分方程、差分方程和狀態方程;復數域中有傳遞函數、結構圖;頻域中有頻率特性等。

㈥ 什麼是控制系統的數學模型

數學模型是指控制系統設計依據的理論的計算原理、方法、工式等.比如很多閉環調節控制的數學模型是PID演算法.

㈦ 控制系統的數學模型有哪三種

自動控制系統的數學模型有微分方程、傳遞函數、頻率特性、結構圖。

㈧ 控制系統的數學模型性質是什麼

你明白這是不完全正確的,傳輸功能,只有輸入參數的變化。
的數學模型,建立數學輸入輸出的傳遞函數的組成,改變輸入,輸出量的改變。
該模型的目的是通過在系統的穩定性的形式的函數模型視圖\靈敏度等一般模型的傳遞函數是一個反饋系統。上述數學方程模型
歐姆定律U = IR
這種模式應該是這樣的:我= U / R
I OUT,如果電壓的傳遞函數為U,輸入是R,通過改變輸入參數來改變輸出。

如何建立控制系統的數學模型

描述控制系統輸抄入、襲輸出變數以及內部各變數之間關系的數學表達式,稱為系統的數學模型。常用的數學模型有微分方程、差分方程、傳遞函數、脈沖傳遞函數和狀態空間表達式等。系統數學模型的建立,一般採用解析法或實驗法。解析法是依據系統各變數之間所遵循的基本定律,列寫出變數間的數學表達式,從而建立系統的數學模型。

㈩ 在自動化在控制系統中為什麼要建立數學模型

因為研究一個自動控制系統,除了對系統進行定性分析外,還必須進行定量分析,進而探討改善系統穩態和動態性能的具體方法。控制系統的運動方程式(也叫數學模型)是根據系統的動態特性,即通過決定系統特徵的物理學定律,如機械﹑電氣﹑熱力﹑液壓﹑氣動等方面的基本定律而寫成的。它代表系統在運動過程中各變數之間的相互關系 ,既定性又定量地描述了整個系統的動態過程。因此,要分析和研究一個控制系統的動態特性,就必須列寫該系統的運動方程式,即數學模型。
沒有數學模型就無法把實際情況中的變數和定量代入計算來預測和控制系統的運行,所以必須要建立數學模型來分析和研究。

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