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本章小结
工业生产过程的数学模型有静态和动态之分。过程控制中通常采用动态数学模型,它是过程输出变量和输入变量之间随时间变化时动态关系的数学描述。
典型工业过程控制所涉及被控对象的传递函数常用的形式有一阶惯性加纯迟延、二阶惯性环节加纯迟延和n阶惯性环节加纯迟延。一般来说,用于控制的数学模型并不一定要求非常准确,因为闭环控制本身具有一定的鲁棒性。
建立过程数学模型的基本方法有两个,即机理法和测试法。如果机理法和测试法两者都能达到同样的目的,则工程上一般采用测试法建模。测试法建模又分为经典辨识法和现代辨识法两大类。经典辨识法根据加入的激励信号和结果的分析方法不同,测试对象动态特性的实验方法也不同,主要有时域法、频域法和统计相关法。
由阶跃响应曲线确定被控过程的数学模型,首先要根据曲线的形状,选定模型的结构形式。确定一阶惯性加纯迟延的传递函数参数的方法有作图法和计算法;确定二阶或n阶惯性加纯迟延传递函数的方法可采用计算法(也称两点法)。
利用MATLAB/Simulink可以方便地利用系统的测试数据或传递函数,绘制响应曲线和建立过程模型。