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什么是过程模型?

过程模型的结构是一个简单的连续时间传递函数,它通过以下一个或多个元素来描述线性系统的动态特性:

  • 静态增益 Kp

  • 一个或多个时间常数 Tpk。对于复极点,其时间常数称为 Tω - 等于固有频率的倒数 - 而阻尼系数为 ζ (zeta)。

  • 过程零点 Tz

  • 系统输出对输入作出响应之前可能存在时间延迟 Td死区时间)。

  • 可能实施强制融合。

过程模型广泛应用于描述许多行业的系统动态特性,并适用于各种生产环境。这些模型的优点在于结构简单、支持传输延迟估计,且模型系数可通过零极点进行直观解释。

您可以通过改变极点数、添加积分器,或者添加或移除时间延迟或零点,来创建不同的模型结构。您可以指定一阶、二阶或三阶模型,且极点可以是实数或复数(欠阻尼模态)。有关详细信息,请参阅Process Model Structure Specification

例如,以下模型结构是一个一阶连续时间过程模型,其中 K 是静态增益,Tp1 是时间常数,Td 是输入到输出的时延:

G(s)=Kp1+sTp1esTd

因此,Y(s)=G(s)U(s)+E(s),其中 Y(s)、U(s) 和 E(s) 分别表示输出、输入和输出误差的拉普拉斯变换。输出误差 e(t) 是方差为 λ 的白高斯噪声。可以通过添加扰动模型 H(s) 来考虑输出端的彩色噪声,使得 Y(s)=G(s)U(s)+H(s)E(s)。有关详细信息,请参阅 idprocNoiseTF 属性。

一个多输入多输出 (MIMO) 过程模型包含一个与系统中每个输入-输出对相对应的单输入单输出 (SISO) 过程模型。例如,对于一个双输入、双输出的过程模型:

Y1(s)=G11(s)U1(s)+G12(s)U2(s)+E1(s)Y2(s)=G21(s)U1(s)+G22(s)U2(s)+E2(s)

其中,Gij(s)i个输出与 j个输入之间的 SISO 过程模型。E1(s)E2(s) 分别是两个输出误差的拉普拉斯变换。

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