列写系统或元件微分方程的一般步骤为:
(1)确定系统或元件的输入量和输出量; 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
(2)按照信号的传递顺序,从系统的输入端出发,根据有关定律,列写出各个环节的动态微分方程; 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
(3)消除上述各方程式中的中间变量,最后得到只包含输入量与输出量的方程式; 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
(4)将与输入有关的项写在微分方程的右边,与输出有关的项写在微分方程的左边,并且各阶导数项按降幂排列。 本文来自www.eadianqi.com
在列写微分方程的各步中,关键在于掌握组成系统的各个元件或环节所遵循的有关定律。对于机械类的读者,往往需要列写机械系统和电网络系统的微分方程,因此,有必要掌握如表1所示的常见元件的物理定律。 本文来自www.eadianqi.com
表1 常见元件的物理定律 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
系统类别 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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元件名称及代号 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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符号 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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所遵循的物理定律 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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机械系统(直线运动) 本文来自www.eadianqi.com
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质量元件m 本文来自www.eadianqi.com
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弹性元件k 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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阻尼元件c 本文来自www.eadianqi.com
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电网络系统 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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电容C 本文来自www.eadianqi.com
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电感L 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
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电阻R 本文来自www.eadianqi.com
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如果系统中包含非本质非线性的元件或环节,为研究系统方便,通常可将其进行线性化。非线性系统线性化的方法是将变量的非线性函数在系统某一工作点(或称平衡点)附近展开成泰勒级数,分解成这些变量在该工作点附近的微增量表达式,然后略去高于一阶增量的项,并将其写成增量坐标表示的微分方程。 本文来自www.eadianqi.com
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