传递函数与线性定常系统的数学模型详解

需积分: 0 2 下载量 69 浏览量 更新于2025-01-07 收藏 3.89MB PPT 举报
自动控制演示文稿用于自学考研的内容深入探讨了自动控制原理中的关键概念和数学模型,特别是针对线性定常系统。首先,介绍基本概念,强调了数学模型在描述控制系统动态特性中的核心作用,无论是经典理论中的微分方程、结构图、信号流图,还是现代控制理论中的状态空间表达式,这些都是构建模型的有效工具。 线性定常系统是本章的核心,它基于线性微分方程,这些方程中的系数为常数,简化了系统的复杂性。通过积分变换,可以导出传递函数,这是一种在复频域表示系统行为的重要工具,它揭示了系统的动态响应特性。方框图和信号流图则直观地展示了系统内部信号的流动和转换过程。 控制系统数学模型的建立至关重要,它需要精确反映元件和系统的特性,并尽可能简洁。解析法是建立模型的主要途径,通过物理定律和元件行为来推导模型,要求清晰理解内部机制和忽略次要因素。实验法则是通过实际测量的数据来辨识系统的结构和参数,这种方法在系统辨识中广泛应用。 对于非线性系统,虽然它们通常不能直接应用叠加原理,但当非线性影响较小或者变量变化范围有限时,可以通过小偏差线性化方法将其转化为线性模型,从而便于分析和设计。 掌握自动控制的数学模型是理解系统动态行为的基础,无论是理论分析还是实际应用,线性定常系统和传递函数都是不可或缺的工具。学习者需要熟练运用这些工具,才能深入研究和解决实际问题。