Chapter3 Process Control System Models.ppt

过程控制系统 Chapter3 The Models of Process Control Systems And the Dynamics 第3章 过程控制系统的数学描述及动态特性 李小坚 How to Build the Mathematic Models for the Control Systems By Li Xiaojian 2010.9.22 3.1.2 动态建模的作用 白箱法---分析法---Analytic Approach ?分析法建立系统数学模型的几个步骤： 建立物理模型。 列写原始方程。利用适当的物理定律—如牛顿定律、基尔霍夫电流和电压定律、能量守恒定律等） 选定系统的输入量、输出量及状态变量（仅在建立状态模型时要求），消去中间变量，建立适当的输入输出模型或状态空间模型。 3.2.2 时域动态建模—总结 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 线性系统的状态空间方程 例3 3.2.2 时域动态建模—总结 实验法－基于系统辨识的建模方法 黑箱法---实验法---Experimental Way 黑箱法---实验法---Experimental Way 黑箱法---实验法---Experimental Way 黑箱法---实验法---Experimental Way 3.2.3 时域动态建模—总结 3.3.1 Black Box Models  3.3.1 Instantaneous response 3.3.1 First Order System 3.3.1 Delayed response 3.3.1 Representing Complex Responses 3.3.3 Analysis of Response 3.3.3 Analysis of Response 3.3.3 Analysis of Response 3.3.3 Estimating the Time Constant 3.3.3 Changing the Gain and Time Constant 3.3.4 A General Process Model 3.3.4 A General Process Model 3.3.4 A General Process Model 3.4 时域动态建模—总结 3.4 时域动态建模—总结 已知知识和辨识目的 实验设计--选择实验条件 模型阶次--适合于应用的适当的阶次 参数估计--最小二乘法 模型验证—将实际输出与模型的计算输出进行比较，系统模型需保证两个输出之间在选定意义上的接近 ?????????? So ????????????? Or, as shown in the graph below * 3.1 引言 ? 3.2 时域数学模型 ? 微分方程模型 ； 状态空间模型 3.3 频域数学模型 控制系统的数学模型：回顾 数学模型 微分方程模型 状态空间模型 频域模型（传递函数） 方框图和信号流图 3.1 Introduction ? ? ---建模的目的： Why to Build the Process Model --- 2.1 Introduction 引言 ? ? 描述系统或元件的动态特性的数学表达式叫做系统或元件的数学模型 （Models) 深入了解元件及系统的动态特性，准确建立它们的数学模型－称建模 (Modeling) 任务：研究建模方法和建立被控对象及其控制系统的时域数学模型与频域数学模型 3.1 Introduction 引言 ? ? ---建模的目的： 3.1 Int