内蒙古科技大学：《材料成型控制工程基础》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 系统的建模方法

内喜古科私大举 本章主要内容： ■系统辨识 ■传递函数的建立 ■状态方程的建立 复习思考题 2

2 本章主要内容： ■ 系统辨识 ■ 传递函数的建立 ■ 状态方程的建立 复习思考题

窗内麦古科私大拳 本章要点： ●学习本章，了解建立被控对象数学模型的有关概念、 方法，熟悉古典控制理论和现代控制理论在建立数学 模型方法上的异同点，重点掌握应用过渡响应法和最 小二乘法进行数学模型系统辨识的原理。 ●数学模型的参数设定是自动化控制系统的核心内容。 被控制对象或过程只有建立了正确的数学模型后，才 能进行模型的参数设定，也才能够实施对被控对象的 预测与最优控制。 3

3 本章要点： ●学习本章，了解建立被控对象数学模型的有关概念、 方法，熟悉古典控制理论和现代控制理论在建立数学 模型方法上的异同点，重点掌握应用过渡响应法和最 小二乘法进行数学模型系统辨识的原理。 ● 数学模型的参数设定是自动化控制系统的核心内容。 被控制对象或过程只有建立了正确的数学模型后，才 能进行模型的参数设定，也才能够实施对被控对象的 预测与最优控制

《内专右科私大举 采用数学描述形式对某个实体所建立的模型称之为数学模 型。 ■解析法、系统辨识 4

4 ◼ 采用数学描述形式对某个实体所建立的模型称之为数学模 型。 ◼ 解析法、系统辨识

窗内害古科私大举 系统辨识 ●系统辨识的基本概念 ●系统辨识的一般步骤 5

5 ■ 系统辨识 ●系统辨识的基本概念 ●系统辨识的一般步骤

内喜古科私大举 ●系统辨识的基本概念 输入信号 输出信号 动态系统 图51动态系统方块图 系统辨识就是通过试验或者运行过程中的观测数据来估计出系统的数学模型。 6

6 ●系统辨识的基本概念 系统辨识就是通过试验或者运行过程中的观测数据来估计出系统的数学模型

窗内麦古科私大拳 ● 系统辨识的一般步骤 黑箱、灰箱的概念？ 辨识目的及验前知识 P93 结构确定 试验设计 数据测量 参数估计 (1)试验设计 (2)结构确定 模型检验 (3)参数估计 (4)模型检验 达到目的 y 重新辨识或修正 系统模型 图5-2系统辨识的步骤 7

7 ●系统辨识的一般步骤 黑箱、灰箱的概念？ P93 （1）试验设计 （2）结构确定 （3）参数估计 （4）模型检验

内喜古科私大举 传递函数的建立 ●过渡响应法 ●频率响应法 8

8 ■ 传递函数的建立 ●过渡响应法 ●频率响应法

窗内害古科私大* ●过渡响应法 (1)过渡响应法： 就是在被辨识对象上人为的向系统中输入非周期时间函 数信号（常用信号为单位阶跃函数和单位脉冲函数），来 研究系统的动态响应曲线，从中得出传递函数阶数及各个 参数。 (2)得出系统的传递函数阶数及各个参数 9

9 ●过渡响应法 （1）过渡响应法： 就是在被辨识对象上人为的向系统中输入非周期时间函 数信号（常用信号为单位阶跃函数和单位脉冲函数），来 研究系统的动态响应曲线，从中得出传递函数阶数及各个 参数。 （2）得出系统的传递函数阶数及各个参数

《内专右科私大举 (1)一阶系统 K G(s)=T+1 (5-1) (2)带时滞的一阶系统 K G(s)=Ts+ e78 (5-2) (3)二阶系统 G(s) (5-3) =T2、2+2xT+1 10

10 （5-1） （5-2） （5-3）

窗内害古科私大举 ●频率响应法 (1)频率响应法： 是向系统输入振幅固定、频率变化的正弦信号，在输出 端测量输出信号，输出端信号应为振幅逐渐衰减、频率相同 且与输入信号有一个相位差的正弦信号 (2)得出系统的传递函数阶数及各个参数 11

11 ●频率响应法 （1）频率响应法： 是向系统输入振幅固定、频率变化的正弦信号，在输出 端测量输出信号,输出端信号应为振幅逐渐衰减、频率相同 且与输入信号有一个相位差的正弦信号 （2）得出系统的传递函数阶数及各个参数