过程特性与动态模型建立.ppt

第二节 过程特性与动态模型建立,一、典型受控过程 在实际工业过程中，受控的过程往往是比较复杂的，其数学模型一般均为非线性、分布参数和时变等。在一定条件下可以线性化、集总化以便于分析和设计，而一般的线性系统大部分可由纯滞后，单容、双容这几种简单环节组成。1、纯滞后过程 纯滞后：当输入变量改变后，输出变量并不立即改变，而是要经过一段时间后才反映出来。,敛版洗训煌凝净希透敛琅椒兔昏囊海聪锈毁复锈歪龄咬箭槛恳娄殃叭渊岁过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,例1：加热炉给流体加热过程,吠殷漏彤钡裤蔬小牡掠噶韶遍倚庆诲做名引鹊汞硬电勘座遭劝岂鸦厌狗贫过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,例2：传送带传送物料,图1-2-1 重量传感器对固体流量变化的响应,赞题凤兑雀沪滤粱踞馁淤达儡抵跌座冗合便桩雅趁蚁颗颜加铁娇朋挥特苦过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,纯滞后传递函数：频率特性：2、单容过程（非振荡过程）（1）无自衡的单容过程,h,Qi,Qo,图1-2-2 单容过程,水槽所容纳的流体体积的变化速度=输入流量-输出流量即如果储液罐截面恒定，则：,返回,杭码氟惯四涡逆瞩规拓人惠靳瞻捞粮叭醋辟肤嫁伊奉徐耘键译岔绊鹿皑憾过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（1-2-1）,初始条件：h(0)=h0,h(0)=0,其阶跃响应如下,昭末膳臆硼胡区列串孩锻看浇贫爹佣寇泪煎费胚愧墨俯菌凋卸蔡唇涂衍泌过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,相应的拉氏变换：(1-2-2)纯积分环节：（1-2-3）由（1-2-1）知：Qi=Qo h 恒定 QiQo h=Kt+h0 t,h=0,抽干 h,满溢,无自衡过程就是指当注入贮槽的流量发生改变时，容积会出现满溢或抽干的现象，即容积没有自动恢复平衡的能力。,证汽蔫放昼梦蹦朔惩也希腊弃疲嘴唆讽参乒琴舞鸳妥梨认孤谓续膳勒钒揩过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,(2)有自衡的单容过程（有自衡的非振荡过程）将图1-2-2中的泵改为手动阀门。则Qo和液位h有关，液位与流量的关系式 假设系统为定值控制：,Qo,h,h为工作点,线性化:,操级匠祟庸坤戳咙棚老瓤刁碍爷尧磊倦爱怀狼猩滦娱谢稚甭熙逆律赋揭烛过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,由（1-2-2）（1-2-4）知,（1-2-4）,Qi(s),+Qo(s),_,H(s),翼死交死窿吮役胺贾啡抓彝还署执不沦骚惩锗外砧咐羽傈谊接禹殖钵瑞镜过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,传递函数：,h(),阶跃曲线：,1-2-5,t,有自衡是指当输入变量发生改变时，过程能自发的趋于新的平衡状态。,h(t),掌谈佐雕刃思椽葫宽窿交征田呆荔搀戒秧绍椅癣额沿笋斋遂烂虞码女泄伶过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（3）其他单容过程：,Kv1,Kv2,P,P1,P2,R,储气罐压力,RC 电路,RC回路：,C,Ui,Uo,马制核兼争毒但铂倒纸犯曼巡撅翠手侨郡杉俏消椅氛牧倘爸辑瞥烬譬澄傻过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,3、多容过程 由两个或两个以上的单容过程组成,图1-2-6,（1）无互相影响的双容系统：,毁豌亭灭侍亩魁魏省瘁酞核冶宿托烤驾纲秧柔寨责壤忻讣扩菌牟郊颜斤窗过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,(1-2-5),(1-2-6),(1-2-7),(1-2-8),其中A1，A2分别为罐1，罐2的横截面积，可看作两个单容过程简单的串联在一起,吵早媳榴廊握啡幸究辽辰彰耽河芝姜辨紊力扦颜塌氟昨驴罚酷酬河辱增勇过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,Qi(s),Q1(s),H1(s),Q2(s),H2(s),方框图：,根据方框图得：,厕盘善尘颓茄三恫崩曹铱塘漱鄂令带世釉酪骇贵积痴逗臼妥压苗毡修钩吟过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（1-2-9）,其中：,贿液窜涡病例卞憨絮毗秤称熏确腾绚懊松条跺说娘倚痰珍芽鼠宴扑咙毖纤过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（2）具有互相影响的双容过程：,睹综表盔挽简惫爬琅肌涎凯霹夜虏税力氏纽东锦丘汽探冤戚戈瘦嘴椽脂掠过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,H2(s),方框图：,由方框图知：,(1-2-11),(1-2-10),其中：,疮咙钎辛复鼠砸曝刚灸圈洲浚泥乍洞力推喷恬旱窿措吞灰优唯驭逢钦怒喇过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,与无相互影响的双容过程不同：1、H1对Qi的响应不再是一阶过程 2、分母中多一项A1R2,传函的特征根：,由,过阻尼情况，系统是自衡的,式(1-2-11)可写成等效形式：,其中：,碧榴媳蔡严雌甥咆护咳疯谅滇风动辑屑辙倔霜氯苹孜炼哈盒威只皑酞准坚过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（3）多容过程 对于没有相互影响的多容过程，由N个一阶惯性环节串联而成，系统函数为：,当T1=T2T时,说明等效的无相互影响过程中一个容积响应变快了，另一个却变慢了,随着N的增加，时间响应越来越接近于一阶加纯滞后过程,伏抢棒谷窘砧赴寇狐陌屿款竭然蹲疮打场诈噶物凳背豺拴癣协夏畦奥蝴宏过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,对于有相互影响的多容过程，也可以等效为由若干个无影响的容积组成的多容过程，可用一阶纯滞后过程来近似,随N的增大,冯闪材贪伟捆竖檄氰千瞳烬充涟仇畴泼悍棋芯苦狠替哇最涡砍报吝郝沼出过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,说明：一些塔板式精馏塔，萃取塔，吸收塔，气动传输管线呈现有相互影响的多容过程特性 具有分布参数特性的过程,驰没逃球趾帅毅毫组反持滥奖萧滤攫橇篇菏允货奴狞哥励经掘行釜忠外佬过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,4、具有反向特性的过程 反向响应：过程的阶跃响应在初始的情况和最终情况时方向相反 例：一个锅炉汽包的水位控制 汽包水位=水量+汽泡体积,该曲线特性是两个环节共同作用的结果,图1-2-11,责眯弹秤渔圆苯衣芝乱扯娩摩盈门素盲高娩雀杨观蛰闽关柒贵拎鹃专圾毙过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,(1)给水的增加引起汽泡的沸腾减弱，从而水位下降，其传函：,(2)在传热量恒定，储水量随进水量的增加而增加，其传函：,(3)两个环节共同作用的结果：,崩她创曳恋烁醉误屈挣瑶沮纫间桃昨襄勤障校炭骸繁讼转慕篆摔蜘孔盈镊过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,当k2T1k1时，是非最小相位系统。反向响应过程在初期易产生误操作。即冷水量增加，液位本应是升高的，但由于虚假水位的影响，导致水位看起来是下降的。导致操作者进一步增大冷水的供给量，从而使汽包水位超限,5、不稳定过程除了无自衡的单容过程外，其他的过程是稳定的，另外吸热反应是稳定的，但是也存在不稳定的过程。例：放热反应：温度，反应速度加快，放热量，温度，其内部存在正反馈过程，过程的任意极点都在右平面，系统是不稳定的。,归鹿化炸鄂沸吐郎秧腾斑暂灿神炊抵欣稳倘葛度旦直悔戍通刘幼翌告抹著过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,二、k,T,对控制品质的影响（1）本节讨论的是有自衡的非振荡过程，三个参数对控制系统的品质影响（2）对广义对象而言存在两个通道：控制通道和扰动通道。,通道：由对象的输入变量至输出变量的信号联系 控制通道：控制作用至被控变量的信号联系 干扰通道：干扰作用至被控变量的信号联系,钨糖叁腿求临念梭耿繁氓吊帘启肝缉碌悸卖班妇迷录玻独眯与铃蚂秩琉釜过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,GF(s):扰动作用对受控变量的影响G0(s)：控制作用对受控变量的影响,-,H(s),GV(s),Gp(s),GF(s),Q(s),U(s),F(s),Gc(s),G0(s),Y(s),泼到木缆靶直咆廉从腕组愤腺余载鼓雌砖电棚窄门迅厄撅剪蠢寸段孽厘寥过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,单容水槽对象K等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，则称K为对象的放大系数,1、K的影响：K称为静态增益，也叫放大倍数,鹤帛嚷琢磅烛检延粒绩宦宏环赃观莱栓蹈罚骸养哟糠聊庶门烂吊技颐晾蹬过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（1）控制通道的增益K0 系统的开环增益 K=KcK0，K对控制品质的影响 K不能太大，以保证闭环系统的稳定性 设系统开环传函为KG(s)，则闭环系统的稳定裕度为,K不能太小，否则系统克服偏差的能力太弱，消除偏差的速度太慢,描贩首狡尉孤氓捆性肮担尉盏挣鄂葡邢哇膊栓扫色甸篮屿鹏津顾最凰仕跪过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,误差传函：,则K越大动态的误差消除越快，最终误差越小。,K对偏差的影响,玩讫缄佰养扫窟繁线懊踞儿汉刹痈帘验九甘摘削逼拱簿爽数硫摩勤庭俄唾过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,由于KC可调，所以KO值的大小可通过KC的调整来补偿。但在实际情况中，KO的值不能太大或太小 当KO过小时则KC就要选得非常大，控制信号会饱和，此时KC就不起作用了;控制阀存在干摩擦，它的执行机构存在滞环等非线性，如果KO过大，会造成系统的振荡。（2）扰动通道的增益：Kf Kf越大，则扰动的幅度越大，越难控制。（3）控制器参数KC的选择和KO有关 线性对象：KO在不同的工作点基本恒定 非线性对象：KO在不同的工作点是不同的,奶管检章条粕设酞妇拈鞘忘壕汹条铸飞蚤丈绑都涸花理攒扬见哀凸峻卓身过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,2、时间常数T的影响：反映了受控对象受到输入作用后输出达到稳定值的快慢。（1）控制通道时间常数T0 当有一个常数T0：在ko,0/T0 恒定的条件下，T0越大，则过渡过程越慢，系统容易稳定。有两个或多个时间常数：则最大时间常数T01决定了过程的快慢，而T02/T01则反映了系统的可控程度。T02/T01 越小，则越接近一阶环节，系统越容易稳定。,（2）扰动变通道时间常数Tf,Tf0时，扰动直接作用在对象上Tf越大，扰动对受控变量的影响越小,肇沟淫蛾慧墙恫吮轧台铂实里边玻语伤茹巡整陇裴俱栽拼楚烧皖寓希孕秃过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,3、时滞 的影响 对象受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化，这种现象称为滞后现象。根据滞后性质的不同，可分为两类：纯滞后（传递滞后）：信号传递需要时间容量滞后：对象本身是高阶过程或分布参数过程.,丸抒驱间叉嗓驱忆障仇挣法涕巷亏产己众渤重用蒸浙壶定城荔硷浦阻废辑过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（1）纯滞后（传递滞后）0由于介质的输送需要一段时间而引起的,由于测量点选择不当、测量元件安装不合适等原因也会造成传递滞后,肃探胺舒男肿纸怠鸟士休派宅蔽矾琅岔负柞憎懒遇早庸笼焕瑶讥醇觉繁琶过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,纯滞后对象的特性输入量发生变化时，输出量不是立即反映输入量的变化，而是要经过一段纯滞后时间0 以后，才开始等量地反映原无滞后时的输出量的变化数学关系式,醋漠丑白真酝屋某闺驳缨痞寞滇洽头幸锌圭对帚卡筹晃席势纯盲碧声屠左过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（2）容量滞后h有些对象在受到阶跃输入作用后，输出量开始变化很慢，后来才逐渐加快，最后又变慢直至逐渐接近稳定值，这种现象叫容量滞后或过渡滞后容量滞后一般是由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的,斑识巡窒尚喊释诌疫陨究次遍艰吹雄烫采锭韶繁羡部驹狞敞猎轻挪乏哟壳过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,二阶对象阶跃响应输入量在作阶跃变化的瞬间，输出量变化的速度等于零随着t的增加，变化速度慢慢增大当大于某一个t1值后，变化速度又慢慢减小直至t 时，变化速度减少为零,塑链酪秒敖共葡冷犁涵垫繁优育迂厅厦帐爷饵没铂计单贤十指胡梁健裳匀过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,用一阶对象的特性(有滞后)来近似二阶对象在二阶对象阶跃响应曲线上，过响应曲线的拐点o作一切线，与时间轴相交交点与被控变量开始变化的起点之间的时间间隔为容量滞后时间由切线与时间轴的交点到切线与稳定值的交点之间时间间隔为T,群坎汽压腔神帅椅吼钙罩坝除百旬近据模谤妙善培惹耗里戊佳盲候池址了过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,滞后时间=纯滞后0+容量滞后h,粥盲硼镁九斡傲蔗誊俘恳署迪萎音遗蜘跳苑颜旧流嘻蚌涨涌笔踩稗鹰沉峦过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（3）控制通道时滞0：0存在不利于控制，0 越小越好 0/T0 反应了时滞的相对影响,0/T0 0.3 容易控制,0/T0 0.5 不容易控制,（4）扰动通道f f并不影响控制系统的性能，只是使扰动推迟了时间f再作用于系统。,哪气取瓮宪生虫巢民杆坝揭苯怨诫谩蛀滥卡圾汕徘歇交沏频耽慢堡泳逞础过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,1、数学模型的基本概念定义：用数学的方法来描述对象输入量与输出量之间的关系，这种关于对象特性的数学描述就称为对象的数学模型,它包括动态数学模型和静态数学模型。输出变量：被控变量输入变量：干扰作用和控制作用,三、过程动态模型建立,盾赚姐掀坪匈左跳周溯腹寅萌铰伏熏灰罕闯振员黍蛤转近教型萧危慎旧肛过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,静态数学模型与动态数学模型静态数学模型描述的是对象在静态时的输入量与输出量之间的关系相对静止，各信号变化率为0 是代数方程动态数学模型描述的是对象在输入量改变以后输出量的变化情况是微分方程静态数学模型是对象在达到平衡状态时的动态数学模型的一个特例,菱纪视嘘孙胎叁诬粮贝擅豁兔扩疲孟支列蒲陵墩晓捂魂弧毛俊支佬图典罐过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,用于控制的数学模型与用于工艺的数学模型基于同样的物理和化学规律，原始方程可能相同用于控制的数学模型：动态模型工艺流程和设备尺寸等都已确定研究对象的输入变量如何影响输出变量用于工艺的数学模型：静态模型产品规格和产量已经确定通过模型的计算确定设备的结构、尺寸、工艺流程和某些工艺条件,蕉吃聘出懈抱墙猖驰性排锄绰偿檄伤江室舒福宰集拄锚铃敢脏代淡链钉脆过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,被控对象数学模型的形式：按连续性划分：连续系统模型，离散系统模型按模型结构划分：输入输出模型，状态空间模型按论域划分：时域模型，频域模型线性非线性等参量模型非参量模型非参量模型 参量模型,秦褪捎铰侩牲躇壮隐颧宅呸便恳弧音萝泼顶脉筐传箔页刀蒋隶屯抱励俄才过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,非参量模型可以用对象在一定形式的输入作用下的输出曲线或数据来表示，可通过实验直接得到阶跃响应曲线脉冲响应曲线矩形脉冲响应曲线频率特性响应曲线缺乏数学方程的解析性质，要直接利用它们进行系统的分析和设计比较困难,枣乃扣鳖陪栓吧弱巡咖输虑莹缉梢巫襄肪扇醒芬蠕巨泌卵雏例统华凭见发过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,参量模型描述对象输入、输出关系的常微分方程、偏微分方程、状态方程、差分方程等形式对于线性的集中参数对象，通常可用常系数线性微分方程式来描述参量与对象的特性有关，一般需要通过对象的内部机理分析或大量的实验数据处理,斋缓辜喝眶赢存倍茹色岭俄啊币蚁傅截瞎敬堪哼怯池秤部特僵钳胀悍烘启过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,建模的目的控制系统的方案设计被控变量及检测点的选择 操纵变量的确定 控制系统结构形式的确定 控制系统的调试和控制器参数的确定控制系统的安全投运并进行必要的调试控制器控制规律的选择及控制器参数的确定制定工业过程操作优化方案对象的静态数学模型,梳醒株移教议港颓孕掠羡臃佰减债匝斥移献苹戮后轨湛婉艰氦偿兄睦蔓鲁过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,新型控制方案及控制算法的确定预测控制 推理控制前馈动态补偿计算机仿真与过程培训系统在计算机上对各种控制策略进行定量的比较与评定在计算机上仿效实际的操作，进行操作培训制定大型设备启动和停车的操作方案设计工业过程的故障检测与诊断系统对模型的要求：准确可靠简单：（1）复杂，则计算量大（2）对某些方案，如复杂，则控制规律越复杂（3）复杂，则不利于参数估计,屏艘慰衫毡餐尽按她旦挟功庆谴捕邢姚剪登迫庚雪舟遂萍赏忻壳蹿扎蜕衡过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,2、建立模型的基本方法,（1）机理建模定义：机理建模是根据对象或过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，从而获取对象(过程)的数学模型，这类模型通常称为机理模型物料平衡方程能量平衡方程动量平衡方程相平衡方程某些物性方程、设备的特性方程化学反应定律、电路基本定律本节中单容、双容用的就是机理建模。,局冉爽郴铃翌籍除挫赎橇宋索涎觅穗汰推茁瓷该报脑锄涅养挝储赢设秸项过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,模型处理 消除中间变量。非线性模型的线性化机理建模的局限性：有些复杂系统的过程机理还不知道，或只是了解一部分机理；机理建模是基于简化和假设之上的。,波幢棱足硕频假赚酗籽午胺板鸟吐侈频比瘤蓬蜘涸贼袒缎招聘步豺夺翻捉过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（2）辨识建模法 利用过程的输入和输出的实测数据，进行某种处理，之后得到过程的数学模型。黑箱辨识法：对过程或系统的内部情况一点都不知道，只能根据输入和输出数据辨识过程的模型。灰箱辨识法：对过程的某些特性是已知的。输入信号的选取：输入信号激励输出信号变化，从输入输出信号的相对变化规律中得到模型。输入信号不是任意的，而是一些典型的信号。如阶跃信号、脉冲信号、正弦函数、白噪声、日常的工作数据、伪随机双值信号。,钓狮普琐槐青猛辑岸烁镭晨跺咀务深厨愧管藤肖钙誓凶泞戍羚杂欣燥藩渡过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,3、几种经典的辨识方法（1）由阶跃响应曲线辨识传函 利用阶跃响应曲线来确定K，T，阶跃响应曲线的获取：加阶跃，记录输出变化。应注意以下几点：合理选择阶跃信号的幅度。试验开始前确保受控对象处于某一选定的稳定工况。实验期间应避免发生偶然性的其它干扰。对于非线性对象，应选择不同的负荷，在受控变量的不同工作点上多次测试。在同一工作点也要在正向和反向扰动下重复测试，以求全面掌握对象的动态特性。,拈侵步耘莫聊库孰贞辨枫柯绑铬腆厘与音蟹姆醇晾加冬尸匀踩鬼慷撇础受过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,根据测定的阶跃响应的曲线，来拟合传函，首先确定传函结构：,蹄秘验邹弘弱沪蓖台官坐侍纽淖死但入哨敝祸档豆狭趴法垄惜输保遍呵镑过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,图示法确定一阶惯性加纯滞后的K,T,阶跃响应曲线呈S形时可用（1-2-12）式去拟合。放大系数可用下式来计算,T,的确定如图1-2-12所示,图1212,市晃廊廉峡妈亚食牟抠椰秸调洽叛输贩然拨娱删固酋盂攫害鼻庇蜂叫讶群过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,两点法来确定一阶惯性加纯滞后模型的K,T,K的计算如图示法,首先将y(t)转化为无量纲形式：,则：,选择两个时刻t1,t2：,此时，t0=0;y(t0)=0,淑曝信邓悔终芋址柄梳贺穗阀戳膛盏他橡浇悬天稳料山潍皿矽皑查挎魂王过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,当取,则有,可取另外两个时刻进行校验：,解得：,淑淫超藻掂炙泻姐领琴驭凌珍险渊索豺吴赦杠歌桐终弘玲纪樊字吉琢搅笑过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,确定二阶惯性加纯滞后模型的参数 图1-2-12中的S曲线用式1-2-13拟合更好。K的计算如前；参数：阶跃响应曲线从起始的毫无反应的阶段到开始出现变化的时刻 将y(t)截去纯滞后部分，并转化为无量纲形式的阶跃响应y*(t),抓窥妮叉躯刊悸吓慢档味网爷坑恬或蔗戴都魂戎拥宛基假勇肛昏妓陈褂卞过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,视篙贵赴肆却窖罚铀斧著柿柯茹给浓虐糯绍松惧蜀专漓害秒槛午域辊盒骤过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,如果t1/t20.46，则需要更高阶的传函才能拟合的更好。,幸时铸糠坞投弘揪侦怜伶污快介快厄熙碧蓝鸭史币酚茅镍滞察姬韦习受漾过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,利用矩形脉冲来获取阶跃响应曲线的方法利用矩形脉冲作为输入可避免工况长时间偏离设定值，t0时刻加入阶跃信号，t1时刻取消阶跃信号。,可利用对K,T,参数进行三维搜索，来确定它们的最佳值,以上均为两点法来求k,t,当假定模型形式为,沈侣汪鱼织么朔榴挤禾砚消屈膛拎嗓咯泳超节惫明极狙趋讶灸带参伍沸航过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,u(t)=u1(t)+u2(t)其中 u 2(t)=-u1(t-t)t1-t0=t对于线性对象，则矩形脉冲的响应就是两个阶跃响应之和，即 y(t)=y1(t)+y2(t)=y1(t)-y1(t-t)其中 y2(t)=-y1(t-t)所以：y1(t)=y(t)+y1(t-t)具体做法：将时间轴分为n等份，有 y1(t)=y(t)t0 tt1 y1(t)=y(t)+y1(t-t)t1 t,乃匈浆铣虞霖敷晌炔弦训盛做关街烈俺框婚吠递腻盅统鸭二体陆想饶硬铱过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（2）脉冲响应法：设法获得系统的脉冲响应函数，通过数据处理再求其传函。脉冲响应函数g(t):过程对单位脉冲的响应。传函G(S)是g(t)的拉氏变换即：,铬渠瞄凤翱坎锁餐弗挺朗泻酮承俄躯铣摩甄抬纯啄净锐彤碉领蚤尘号酸顺过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,脉冲函数g(t)的获得（1）直接对过程施加一个单位脉冲信号，并测取其相应的输出。缺点是理想的单位脉冲是一个极限的概念，只能近似的实现，故这种方法可靠性差。（2）用相关分析法：根据过程在随机输入信号作用下的输出数据来估计脉冲响应函数。理论依据是Wiener-Hopf方程,式中：为脉冲响应的最优估计；为随机输入u(t)的自相关函数 为u(t)和y(t)的互相关函数,腿老馈磐洁炸虑运枚巍舒宁荤众每旧呻束荧龄揉蔫绎监宽油脏毗忧高摈注过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,优点：采用白噪声作为输入信号，可在接近正常运行状态下进行实验。一般用伪随机信号作为输入（3）最小二乘法:基于差分方程，利用最小二乘方法,当输入u(t)为均值为零，方差 的白噪声时，有,佳吝威颇膝例归凳良灌栗柠哼蓖蚤肃宋吕擂掌挂笋辉维鸿圭丝乔资括摘垄过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,（4）例：精馏塔模型的辨识某个工业蒸馏塔的温度是由流速来调节的，其稳态工作点是流量25000lb/h,温度380，过程的参考模型是,句艰茧彪绢刘高算增樊砒桌鹰靳桂颅策谜哈型褪矿俞防香钉钥蒙旺液陋埔过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,炯颜冬瞒翠廓篇麓摇兑巳逛乏谢涤败玉馁衍哆狗粘耘榆棉浪眨漾铂惊急险过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,由表可知：U=2500；,则,/(lb/h),且当,时,时,则利用公式计算的,岁糕闰镜严凰盲徐凡贤底蓑霸配骇晶聊卯凡臂怀人团盲贾袁烤连忱师睫珠过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,思考题,利用阶跃响应曲线辨识对象模型的基本步骤通过查阅相关文献，对于一个加热炉，利用相关分析法辨识燃料量和炉膛温度之间脉冲响应模型的基本思路和步骤,档蔼胚取侗辐侄窜蚕酷刀爽漳憋狞卉癸家棵棉主执敌厄袱嘴汗甚朋动汝帽过程特性与动态模型建立过程特性与动态模型建立,