控制系统的数学模型
在自动控制理论中 ,时域中常用的数学模型有 微分方程,差分方程,状态方程。
而复数域中有传递函数,结构图。
频域中有频率特性。
㈡ 古典控制理论中控制系统的数学模型有哪几种形式
微分方程,传递函数,结构图,信号流图
㈢ 何谓自动控制系统的数学模型建立数学模型的目的何在
自控系统的数学复模型主要制包括被控对象的数学模型与校正装置的数学模型。设计自控系统的目的在于令系统在某种控制量输入时获得需要的被控量输出,比如对一个直流电机调速系统而言,输入的控制量是电枢电压,而输出的被控量是电机转速(或转矩),我们设计系统的目的就是当输入特定的电压时可以得到需要的转速。那么到底多高的电压(输入量)对应多高的转速(输出量)呢?使用如微分方程等数学语言描述输出对应输入的关系就叫建立数学模型。而数学模型的作用在于:1.描述被控对象自身特性;2.根据被控对象的特性定量的设计校正环节;3.用于分析整个系统的性能指标,作为系统是否达标的判断标准。
㈣ 有哪些建立控制系统数学模型的方法
建立控制系统微分方程的主要步骤有:
(1)明确要解决问题的目的和要求,确定系统的输入变量和输出变量.
(2)全面深入细致地分析系统的工作原理、系统内部各变量间的关系.在多数情况下,所研究的系统比较复杂,涉及到的因素很多,不可能把所有复杂的因素都考虑到.因此,必须抓住能代表系统运动规律的主要特征,舍去一些次要因素,对问题进行适当的简化,必要时还必须进行一些合理的假设.
(3)如果把整个控制系统作为一个整体,组成控制系统的各元器件及装置则可以成为子系统。从输入端开始,依照各子系统所遵循的物理定律或其他规律,写出子系统的数学表达式.
(4)消去中间变量,最后得到描述输入变量与输出变量关系的微分方程式。
(5)写出微分方程的规范形式,即所有与输出变量有关的项应在方程左边,所有与输入变量有关的项应在方程右边,所有变量均按降阶排列。
系统微分方程的一般形式是
(2.1)式中:y为输出变量;
x为输入变量;和为方程的系数。
本书只讨论线性定常系统,因此,这些系数均为常数。
由于控制系统的被控对象和控制元件都具有惯性,当输入量发生变化时,输出量不可能在瞬时完成对输入量的响应,而必须经历一个过渡过程即动态过程,所以我们把描述控制系统的微分方程又称为动态方程。
㈤ 自动控制系统中数学模型的作用及常见形式有哪些
在控制系统的分析和设计中,首先要建立系统的数学模型。控制系统的数学模型是描述系统内部物理量(或变量)之间关系的数学表达式。在静态条件下(即变量各阶导数为零),描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型;而描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫数学模型。如果已知输入量及变量的初始条件,对微分方程求解就可以得到系统输出量的表达式,并由此可对系统进行性能分析。因此,建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的首要工作
建立控制系统数学模型的方法有分析法和实验法两种。分析法是对系统各部分的运动机理进行分析,根据它们所依据的物理规律或化学规律分别列写相应的运动方程。例如,电学中有基尔霍夫定律,力学中有牛顿定律,热力学中有热力学定律等。实验法是人为地给系统施加某种测试信号,记录其输出响应,并用适当的数学模型去逼近,这种方法称为系统辨识。近几年来,系统辨识已发展成一门独立的学科分支,本章重点研究用分析法建立系统数学模型的方法。
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、结构图;频域中有频率特性等。
㈥ 什么是控制系统的数学模型
数学模型是指控制系统设计依据的理论的计算原理、方法、工式等.比如很多闭环调节控制的数学模型是PID算法.
㈦ 控制系统的数学模型有哪三种
自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。
㈧ 控制系统的数学模型性质是什么
你明白这是不完全正确的,传输功能,只有输入参数的变化。
的数学模型,建立数学输入输出的传递函数的组成,改变输入,输出量的改变。
该模型的目的是通过在系统的稳定性的形式的函数模型视图\灵敏度等一般模型的传递函数是一个反馈系统。上述数学方程模型
欧姆定律U = IR
这种模式应该是这样的:我= U / R
I OUT,如果电压的传递函数为U,输入是R,通过改变输入参数来改变输出。
㈨ 如何建立控制系统的数学模型
描述控制系统输抄入、袭输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式,称为系统的数学模型。常用的数学模型有微分方程、差分方程、传递函数、脉冲传递函数和状态空间表达式等。系统数学模型的建立,一般采用解析法或实验法。解析法是依据系统各变量之间所遵循的基本定律,列写出变量间的数学表达式,从而建立系统的数学模型。
㈩ 在自动化在控制系统中为什么要建立数学模型
因为研究一个自动控制系统,除了对系统进行定性分析外,还必须进行定量分析,进而探讨改善系统稳态和动态性能的具体方法。控制系统的运动方程式(也叫数学模型)是根据系统的动态特性,即通过决定系统特征的物理学定律,如机械﹑电气﹑热力﹑液压﹑气动等方面的基本定律而写成的。它代表系统在运动过程中各变量之间的相互关系 ,既定性又定量地描述了整个系统的动态过程。因此,要分析和研究一个控制系统的动态特性,就必须列写该系统的运动方程式,即数学模型。
没有数学模型就无法把实际情况中的变量和定量代入计算来预测和控制系统的运行,所以必须要建立数学模型来分析和研究。