第二章 控制系统的数学模型第二章 控制系统的数学模型 什么是控制系统的数学模型? 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。 如果描述变量之间关系的数学表达式是代数方程,则称其为静态数学模型; 描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫做动态数学模型。 2第二章 控制系统的数学模型 为什么要建立数学模型: 需要了解系统的具体的性能指标; 只是定性地了解系统的工作原理和大致的运动过程是不够的; 希望能够从理论上对系统的性能进行定量的分析和计算。要做到这一点,首先要建立系统的数学模型。它是分析和设计系统的依据。3第二章 控制系统的数学模型 建立控制系统数学模型的主要方法: 分析法, 实验法。 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。4第二章 控制系统的数学模型 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。黑(灰)箱输入输出5第二章 控制系统的数学模型 控制系统数学模型的形式: 时域: