自动化控制原理：第2章结构图化简与数学模型详解

本资源是一份关于自动控制原理的课件PPT，主要针对第二章"绪论"进行讲解。章节内容涵盖了控制系统的基础概念，特别是控制系统的数学模型。首先，章节开始强调了在控制系统的分析和设计中，数学模型的重要性，它通过代数方程（静态数学模型）和微分方程（动态数学模型）来描述系统内部物理量之间的关系。 静态数学模型通常处理的是变量在静态条件下的关系，而动态模型则涉及变量及其各阶导数。课程提供了两种主要的数学模型建立方法：分析法（基于系统工作原理）和实验法（通过系统测量）。举例说明了如何构建RLC串联电路的微分方程，以及弹簧-质量-阻尼器系统的动态方程，这些都是时域数学模型的具体应用。 在数学模型的表示形式上，课件提到了常用的几种形式，包括微分方程、差分方程、状态方程（用于时域分析），传递函数和结构图（适用于复数域分析，也称为信号流图），以及频率特性（在频率域的描述）。这些工具对于理解控制系统的行为和设计至关重要。 通过例2-14，结构图化简方案Ⅰ被展示出来，这是一种图形化的表示方式，用于简化复杂的控制系统结构。该部分可能涉及到如何通过连接和组合不同的组件（如H1、H2、G1至G4等）来简化信号传输路径，从而简化控制系统的设计和分析。 整个章节内容深入浅出，旨在帮助学生掌握控制系统的基本理论和实践技巧，为后续的控制工程和自动化系统设计打下坚实基础。学习者将通过实际案例和理论结合，理解并应用各种数学模型来分析和优化控制系统性能。