第二章过程控制系统的数学模型要点分析.pptVIP

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2016-04-24 发布于湖北
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第二章过程控制系统的数学模型要点分析.ppt

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过程控制系统 (四)、多容过程的数学模型 1:具有自平衡能力的双容对象的数学模型 2:无自平衡能力的双容对象 1）三容过程的微分方程模型: 2）三容过程的方框图 4.具有自平衡能力的多容对象的数学模型 5.无自平衡能力的多容对象的数学模型 6.相互作用的双容对象的数学模型 6.相互作用的双容对象的数学模型由阶跃响应曲线确定过程的传递函数 1、确定一阶惯性环节的参数 2、确定有时滞的一阶惯性环节的参数 3、二阶惯性环节的参数 4：确定非自平衡过程的参数小结自衡过程的数学模型单容对象的数学模型有纯滞后的单容对象的数学模型多容对象的数学模型无自衡过程的数学模型单容对象的数学模型双对象的数学模型多容对象的数学模型 2-3-2 频域法建模目前测试系统频率特性的方法已很成熟，特别是现代测试技术的发展，对某些系统若用专门的设备从输入信号到绘制频率特性曲线，在很短的时间内就可以实现一、分解法二、曲线拟合法两种频率法补充内容二、曲线拟合法当系统的频率特性曲线比较复杂，辨识的精度要求较高的情况下，用分解法难以解决问题，可利用回归分析方法从系统频率特性曲线拟合传递函数设实验求得需要辨识的参数：ai,bi 在各频率点的拟合误差为令在全部采样点上误差平方和为取最小值就是曲线拟合好坏的依据为了避免对偏导产生一个非线性回归，以作为的权定义：加权最小二乘取模分别对每一个未知的ai,bi求偏导，并令偏导数为零，建立方程组，利用矩阵便可以求出各个导数。依照上述算法可以容易编写出程序，在MATLAB中函数freq2tf()函数可以直接进行连续传递函数的辨识。（1）自相关函数是 ? 的偶函数，RX(?)=Rx(- ?)；（2）当 ?=0 时，自相关函数具有最大值。（3）周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。（4）两周期信号的互相关函数仍然是同频率的周期信号，且保留原了信号的相位信息。（5）两个非同频率的周期信号互不相关。（6）随机信号的自相关函数将随 ? 的增大快速衰减。 1:相关函数的定义 2：相关函数的特点 2-3-4 相关分析法自相关函数的计算方法 3：相关函数的计算方法上一页下一页返回互相关函数的计算方法上一页下一页返回 4：相关分析法辨识系统的基本原理上一页下一页返回 Wiener-Hoff方程离散化矢量形式：上一页下一页返回脉冲序列控制系统的数学模型上一页下一页返回如何使简单？尽可能简单白噪声实际中难以实现伪随机信号 M序列上一页下一页返回伪随机信号伪随机信号是一种周期为T的信号序列，形式多种，最简单、最常用的是最大长度二位式序列，简称M序列。 M序列的自相关函数的波形与白噪声的自相关的波形形状相似，不同的是M序列的自相关函数有一个重复的周期。 Rxx(?) ? ?2 * * 第二章被控过程的数学模型 2－1 概述 2－2 机理建模方法 2－3 测试建模方法 §2-2 机理分析法建模自衡过程的数学模型单容对象的数学模型有纯滞后的单容对象的数学模型多容对象的数学模型无自衡过程的数学模型单容对象的数学模型双对象的数学模型多容对象的数学模型自衡过程的数学模型与无自衡过程的数学模型比较 (一)、单容过程的数学模型 (二)、具有纯滞后单容过程的数学模型（三）无自平衡能力的单容对象特性 (四)、多容过程的数学模型 1：具有自平衡能力的双容对象的数学模型 3：具有自平衡能力的三容对象的数学模型 2：无自平衡能力的双容对象的数学模型 4：具有自平衡能力的多容对象的数学模型 6：相互作用的的双容对象的数学模型 5：无自平衡能力的多容对象的数学模型各容器相互独立多容过程是工业生产中常见的，如下两图。多容过程的数学模型多容过程的数学模型两个串联对象的模型，当流入侧阀门开度有微小扰动时，被控参数式中：液槽1的容量系数液槽2的容量系数液槽1的出水端的阻力液槽2的出水端的阻力液槽1、2的时间常数双容对象的放大倍数多容过程的数学模型 1:具有自平衡能力的双容对象的数学模型如果双容对象调节阀单位开度变化引起的流入量存在延迟，则传递函数为具有自衡能力双容对象的传递函数多容过程的数学模型双容对象的阶跃响应曲线多容过程的数学模型一个有自平衡能力的单容对象＋一个无自平衡能力的双容对象当流入侧阀门在t0时刻发生?u阶