控制系统CAD 第1章 绪论

以达到控制目标的要求。

1.1.2 模型

模型：是对现实系统有关结构信息和行为的某种形式的描述，是对系统的特征和变化规律的一种定量抽象，是人们用来认识事物的一种手段。

实际系统本质的抽象与简化 对模型进行实验的原因： （1）真实的系统尚未建立

（2）可能会引起系统破坏或发生故障 （3）难以保证每次试验的条件相同 （4）试验时间太长或费用昂贵

9

模型分为两大类：

（1）物理模型。根据相似原理，把真实系统按比例放大或缩小制成的模型。其状态变量与原系统完全相同。 （2）数学模型。用数学表达式形式来（数学方程、信号流图、结构图）描述系统的内在规律。

物理模型： “环境相似” ——飞机模型（风洞） “几何相似” ——船舶模型 数学模型： “性能相似”

显然，系统建模的基本原则——相似原则

建模的内容：

（1）确定模型的结构、实体、属性和活动 （2）测取模型数据

10

（3）运用适当的理论建模 （4）检验模型的准确性 建模的重要性:

仿真结果的“可靠性”、“可用性”很大程度取决于数学模型与实际系统的近似程度。 1.1.3 仿真

定义：仿真是基于模型对实际系统进行实验研究的过程。

系统仿真的三要素：系统、模型、仿真

系 统 三者之间的关系： 系统：研究的对象 模型：系统的抽象 仿真：对模型的实验

系统建模 （一次模型化） 仿真实验

模 型 仿真建模 （二次模型化）

计算机 控制系统仿真三要素及其关系

11

一次模型化：将实际系统抽象为数学模型

二次模型化：将数学模型转换为可在计算机上运行的仿真模型

“系统建模”――系统辨识技术范畴

“仿真建模”――即针对不同形式的系统模型研究其求解算法 “仿真实验”―― “仿真程序”的检验，将仿真结果与实际系统的行

为进行比较

仿真的分类： （1）

按仿真模型划分：

物理仿真：在物理模型上进行实验研究（几何相似） 优点：直观、形象；

12