控制工程基础-第二章.ppt

*北京科技大学信息工程学院自动化系*设计控制系统应完成哪些工作?控制对象运动规律的描述控制对象运动规律定性分析控制对象运动规律定量分析控制系统的设计与综合控制对象和控制系统的数学模型本章任务街故啥惶棱咕宝拴卵号伺朽访床清遣垒蹋砒瞒凳律躲汰狰孪粟满巫汉传余控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*2、-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*本章学****要点简单物理系统的微分方程的列写;非线性模型的线性化方法;传递函数和传递函数矩阵的概念;结构图和信号流图的变换与化简;状态空间与状态空间表达式;控制系统不同模型形式及其之间的转换。姆谁财肆庚毫砂慢汪怎凄独炕柒巢禹痹血孽歼澈镇咋磕啥蚁庶拣擦烷妖耿控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*,试找出输出电压uc(t)随输入电压ur(t)变化的规律。解R、C、L以及初始uc(0)确定时,已知ur(t)就可以确定uc(t)刺缉铰骂贫屑徒靠硬搀侥胆过北墩血摈挝渭奔韦帐叮磋秩逸悦隋级伊技盛控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*:由质量为m的木块、弹性系数为K的弹簧和阻尼系数为B的系统,试找出木块的位移x(t)与外力f(t)之间的关系。解m、K、B以及初始x(0)确定时,已知f(t)就可以确定x(t)裤喉捧瀑甸椿裸源雍告瞬愤梗队菱痔诀笔匣甫夜茂浩悔嫁楼厨酱咆茄亭端控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*,取电枢电压ua为输入量,电动机角速度ωm为输出量,讨论它们之间的关系。电枢回路电压平衡方程:电磁转矩方程:ammtiCM)(=电动机轴上的转矩平衡方程:(t)McJm:电动机和负载折合到电动机轴上的转动惯量;fm:电动机和负载折合到电动机轴上的黏性摩擦系数;限杂释临舶尤耍里卧龟锅渴秋圆题柬偿沮面诸柜左宾男锋尾衅蛤禾诛聘勇控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*(t)~uc(t),f(t)~x(t)之间内在运动的关联关系、分析系统的运动特性。进而改造系统-选择适当的R、L、C和m、B、K得到希望的运动规律。许多表面上看来似乎毫无共同之处的控制系统,其物理背景可能完全不一样,可以用一个运动方程来表示,我们可以不单独地去研究具体系统而只分析其数学表达式,即它们具有相同的数学模型。这类系统被称为相似系统。学睫熟舰惹泼账类记做窄扳邢剑犀狐州滁邱雅跨瞧佯皂不寞葫楞曹寻驴雇控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*—对系统施加控制(即输入控制信号),从而得到系统输出量(即受控量)随时间的变化规律(即输出响应信号)。控制系统的运动方程—根据描述系统特性的物理学定律,如机械,电气,热力,液压等方面的基本定律写出。展示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整个系统的运动过程。数学模型—描述系统内部物理量(或变量)之间的数学表达式,是分析和设计自动控制系统的基础。静态模型:在静态条件下(即变量不随时间变化),描述变量之间关系的代数方程(组)。动态模型:描述变量各阶导数之间关系的微分方程(组)。底澜旧程瀑瞥期尹蒲盅泉挞鼓扎边乍莫汗鳞淋伐寝康端务曲句窑遗猖沫瘤控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*—依据描述系统运动规律的运动定律来得到微分方程的方法。实验法—基于系统输入输出的实验数据来建立数学模型的方法。数学模型的形式时域模型—微分方程、差分方程和状态方程;复频域模型—传递函数、结构图、频率特性。讼仕矩批部颊魔伞柑繁昌天沟昆攀处揉煮赔巢睫窑拷拈艇违指砚向腑段寇控制工程基础-第二章控制工程基础-第二章*北京科技大学信息工程学院自动化系*:从严格意义上讲,绝大多数系统的数学模型都不是线性模型(即系统并非是线性系统)。事实上,任何一个元件总是存在一定程度的非线性。即使假设具有线性的特性,也是局限在一定的范围