[理學(xué)]2過(guò)程控制系統(tǒng)建模方法-資料下載頁(yè)
2024-10-14 17:11本頁(yè)面
【正文】 ??1電氣信息學(xué)院測(cè)控系 ? 從圖 點(diǎn)的直線 ， 向右平移 t2距離 ， 即圖中曲線穩(wěn)態(tài)部分可看作是經(jīng)過(guò)純延遲 t2后的一條積分曲線 。因此式 （ 241） 中 τ=t2 式中 Δu—— 階躍輸入幅值。 ?tguTa??電氣信息學(xué)院測(cè)控系 ? （ 2） 用式 （ 242） 來(lái)近似圖 線 、 公式重寫如下： G(s)= ? 從圖 0到 t1時(shí)間 y（ t） = 0是純延遲，故取 τ= t1。 )1( ??TssTeas?電氣信息學(xué)院測(cè)控系 ? 在曲線穩(wěn)態(tài)之后是積分環(huán)節(jié)作用為主 ，故 ? 而曲線由 t1至 A之間其慣性環(huán)節(jié)作用為主 ， 故 T= t2 t1 ?tguTa??電氣信息學(xué)院測(cè)控系 被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用頻率特性來(lái)描述 )()()()()( ???? jGjGjujyjwG ???2． 3． 3 測(cè)定動(dòng)態(tài)特性的頻域法 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 頻率特性表達(dá)式可以通過(guò)頻率特性測(cè)試的方法來(lái)得到。 在所研究對(duì)象的輸入端加入某個(gè)頻率的正弦波信號(hào)，同時(shí)記錄輸入和輸出的穩(wěn)定振蕩波形，可測(cè)得該被控對(duì)象的頻率特性。 x y 信號(hào)發(fā)生器 調(diào)節(jié)閥 對(duì)象 測(cè)量?jī)x 變換器 記 錄 儀 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 用正弦波的輸入信號(hào)測(cè)定對(duì)象頻率特性的優(yōu)點(diǎn)在于，能直接從記錄曲線上求得頻率特性 測(cè)量裝置應(yīng)能濾出與激勵(lì)頻率一致的有用信號(hào)，并顯示其響應(yīng)幅值，相對(duì)于激勵(lì)信號(hào)的相角，給出其同相分量及正交分量，畫出在該測(cè)量點(diǎn)上系統(tǒng)響應(yīng)的奈氏圖。 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 原理：激勵(lì)輸入信號(hào)經(jīng)波形變換可得到幅值恒定的正余弦參考信號(hào) 。 把參考信號(hào)與被測(cè)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理 （ 即相乘和平均 ） ；所得常值 （ 直流 ） 部分保存了被測(cè)信號(hào)同頻分量 （ 基波 ） 的幅值和相角信息 。 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 圖中： A—— 被測(cè)對(duì)象響應(yīng) 的 同相分量 ； B—— 被測(cè)對(duì)象響應(yīng) 的 正交分量 ； R—— 輸出的 基波幅值 ； θ—— 對(duì)象輸入與輸出的 相位差 ； 1gR—— 輸出基波幅值的 對(duì)數(shù)值 。 )( ?jG)( ?jG電氣信息學(xué)院測(cè)控系 測(cè)定動(dòng)態(tài)特性的統(tǒng)計(jì)相關(guān)法 在被測(cè)對(duì)象上加隨機(jī)信號(hào) x（ t） ， 測(cè)量被控參數(shù) y（ t） ， 計(jì)算 出自相關(guān)函數(shù) 和 x（ t）與 y（ t） 的 互相關(guān)函數(shù) ， 求出 脈沖響應(yīng) g（ t） ， 然后 轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng) ， 最后得到 G(s)。 )(?xxR)(?xyR 優(yōu)點(diǎn)： 抗干擾性強(qiáng) ， 在獲得同樣的信息量時(shí) ， 對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的干擾程度比其它的方法低 。 對(duì)反應(yīng)慢 、 過(guò)渡時(shí)間長(zhǎng)的系統(tǒng)更為有效 。 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的概念 （ 1） 隨機(jī)信號(hào) ：設(shè)信號(hào)都是隨時(shí)間隨機(jī)變化的，稱為隨機(jī)信號(hào) . 它們的集合稱為隨機(jī)過(guò)程。 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 （ 2） 平均值 ???kii TxkTx1111 )(1)()(1)( 112121 TxkTxkii???均方值 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 （ 3） 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：隨機(jī)過(guò)程是一個(gè)時(shí)間函數(shù) ， 它的每一個(gè)時(shí)刻的數(shù)值都可看作為一個(gè)隨機(jī)變量 。 一個(gè)隨機(jī)過(guò)程 ， 它的統(tǒng)計(jì)特性在各個(gè)時(shí)刻都不變 ， 稱之為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 。 ???????????)()()()()()(322212321TxTxTxTxTxTx電氣信息學(xué)院測(cè)控系 （ 4） 自相關(guān)函數(shù)： （ 5） 互相關(guān)函數(shù)： （ 6） 功率譜密度； （ 7） 白噪聲 。 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 在所考慮的頻率范圍內(nèi)其譜密度 的幅值是恒定的，就可以認(rèn)為其是一個(gè)白噪聲。 白噪聲只是理論上的抽象，實(shí)際上是不存在的。 )(?xxS電氣信息學(xué)院測(cè)控系 統(tǒng)計(jì)相關(guān)法的基本原理 一個(gè)線性對(duì)象的輸入函數(shù) x(t)是平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程，相應(yīng)的輸出 y（ t）也是平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程。 設(shè) g（ t）為對(duì)象的脈沖響應(yīng)函數(shù) ,相關(guān)法的思想就是：從輸入 x（ t）與輸出 y（ t）的互相關(guān)函數(shù)，來(lái)確定脈沖響應(yīng)函數(shù)。 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 對(duì)象輸入 — 輸出關(guān)系示意圖 X(t) Y(t) 線性對(duì)象脈沖 響應(yīng)函數(shù) g(t) 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 相關(guān)分析法求對(duì)象脈沖響應(yīng)函數(shù)的方框圖 電氣信息學(xué)院測(cè)控系 該方法有兩個(gè)困難： 一是要獲得精確的互相關(guān)函數(shù)，就必須在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分。這樣會(huì)產(chǎn)生信號(hào)漂移等其它問(wèn)題。 二是白噪聲是一種數(shù)學(xué)上的描述，在物理上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為解決這兩個(gè)困難，常用的辦法是采用偽隨機(jī)信號(hào)作為輸入探測(cè)信號(hào)。
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