《控制方法C語言實現》拓展話題講解系列 第二節

今天我們進行第二節話題的交流。今天想與大家交流的主要內容是數學模型。關於這一節的話題，無論是在完成資料的時候，還是整理素材與大家交流的時候，我個人感覺都是非常難得。爲什麼？整理《控制方法C語言實現》這本材料的目的，在於能夠分享實際工程應用中常見的控制方法問題。談到數學模型，未免就理論化了。也正是基於這個原因，有不少的網友對本書是作者整理的表示懷疑，可能有些網友認爲這就是從教科書上進行摘抄的內容。那麼今天，我們就談談關於數學模型的一些問題。
其實在該書數學模型這一章的概要中，作者已經明確的表示了爲什麼介紹數學模型，那就是因爲“對於本領域被控對象數學模型認識的深入程度，直接決定了工程師在該領域所能取得的成就。認識系統的數學模型是進行控制系統設計的基礎。”
我們都知道，工業上最常用的控制方法是PID，PID能夠在一定程度上滿足大部分用戶的需求。但是，如果我們要進行更爲精確的，時效性更高的控制，PID真的夠用嗎？那麼如果我們有更高的要求，我們該從何着手進行控制系統的設計呢？我們必須從認識被控對象着手。那麼如何認識被控對象呢？實際上就是要認識被控對象的數學模型。
舉個簡單點兒的例子，比如我們要對直流電機進行調速控制。最簡單的方法就是以速度作爲反饋量，利用PID進行速度調整。但是正式基於我們對於電動機的物理模型與數學模型的認識，我們才進一步的研究出了雙閉環的控制方式。這就是數學模型的作用。
我們無論是做研究，還是做工作，歸根揭底我們要弄清楚我們研究與工作內容的核心，或者說本質。唯有認清楚這點，我們的工作才能事半功倍。也就是說，我們努力的方向不能出現問題。設計控制系統也是這個概念，設計的方向不能出現問題，保障設計方向沒有問題的前提是，要對被控對象進行深刻的瞭解。歸結到工作上，就是要對工作的核心內容有充分的瞭解。從這點兒上講，做研究與生活、工作是相通的。
至於說，如何能夠不斷的認識系統的數學模型。本書作者簡單的給出了系統辨識的方法。系統辨識是實際工程中最常用的分析獲得被控對象數學模型的方法，沒有之一。爲什麼？因爲現實當中絕大部分系統都是非線性的。對於非線性系統，靠簡單的物理規律的分析必然是無法整體把握系統的細節之處。這時候，系統辨識實際上就能夠在很大程度上解決這方面的問題。當然，瞭解系統辨識的朋友應該知道，系統辨識在很大程度上是物理分析的補充與細化。大家一定要注意這個事情。
今天的話題就講到這裏，下面一節我們將向大家介紹基本環節內容背後的東西。