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国家精品课程自动控制原理Principles of Automatic ControlPrinciples of Automatic Control《自动控制原理》国家精品课程浙江工业大学自动化研究所2连续系统的数学模型系统(机械,电气,过程等)建模方法机理或实验数学模型性能分析稳定性、动态性能、鲁棒性等等若性能不满足要求对系统进行校正校正方法(控制器设计方法)滞后-超前、PID、LQ最优等《自动控制原理》国家精品课程浙江工业大学自动化研究所3工程实际中常见的模型举例《自动控制原理》 系统数学模型的MATLAB表示《自动控制原理》 系统数学模型的MATLAB表示《自动控制原理》 系统数学模型的概念自控理论方法是先将系统抽象完数学模型,然后用数学的方法处理。控制系统的数学模型是描述系统内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式或图形表达式或数字表达式。mF(t)fX(t))()()()(22tFtkXdttdXfdttXdm???+-ur(t)+-uc(t)i)()()()(???完全不同物理性质的系统,其数学模型具有相似性!《自动控制原理》 建立数学模型的方法机理分析建模方法,称为分析法;实验建模方法,通常称为系统辨识。 数学模型的定义与主要类型①静态模型与动态模型(静态模型是t→∞时系统的动态模型)②输入输出描述模型(外部描述模型)与内部描述模型③连续时间模型与离散时间模型④uudtduT??《自动控制原理》 系统数学模型的MATLAB表示《自动控制原理》 微分方程描述描述系统输出变量和输入变量之间动态关系的微分方程称为微分方程模型《自动控制原理》 微分方程描述系统微分方程的形式与系统分类之间的关系:(1)非线性微分方程描述的是非线性系统;(2)线性微分方程描述的是线性系统;(3)时变系统的微分方程的系数与时间有关;(4)时不变(定常)系统的微分方程的系数与时间无关。系统u(t)y(t)ubububyayayayammnnnn01)(01)1(1)(??????????????