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系统模型图教程

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#系统模型图教程(系统模型怎么做)简介

本篇文章给大家谈谈系统模型图教程，以及系统模型怎么做对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

ADDIE模型的五个步骤：

1、分析：

ADDIE教程系统设计模型的分析阶段要确定感知到的需求、证明实际存在的需求及确定中间的差距，通过分析使课程设计师和客户达成共识。

2、设计：

ADDIE教程系统设计模型的设计阶段开始于协议的达成或“合同”的签订（分析阶段的成果）。设计阶段会形成许多的基础要素，这些基础要素都会导向第三阶段——开发阶段。

3、开发：

ADDIE教程系统设计模型的开发阶段的要点在于开发创建教学材料的方法和流程。开发阶段中，开发者创建并整合设计阶段构建的内容；程序员进行技术的开发及整合工作；测试者进行调试过程；项目根据反馈进行回顾和修订。

4、实施：

ADDIE教程系统设计模型的实施阶段的要点在于开发项目实施的程序。在正式实施项之前，许多课程设计师要进行预测试（pilot test）。课程设计师必须确定实施者（讲师或助教），并让学习者了解项目。通常情况下，讲师、助教以及学员需要进行培训。

5、评价：

ADDIE教程系统设计模型的评价阶段是整个过程中最能体现培训价值的，同时也是最见功底的步骤。评价阶段包括两个部分：形成性评估以及总结性评估。形成性评估在ADDIE流程的每个阶段都要进行，而总结性评估通常在几个项目实施之后进行。图2是通用并且有效的柯氏四级评估法。

ADDIE模型的优势：

ADDIE模型为确定培训需求、设计和开发培训项目、实施和评价培训提供了一种系统化流程，其基础是对工作和人员所做的科学分析；其目标是提高培训效率，确保学员获得工作所需的知识和技能，满足组织发展需求；

其最大的特点是系统性和针对性，将以上五个步骤综合起来考虑，避免了培训的片面性，针对培训需求来设计和开发培训项目，避免了培训的盲目性；其质量的保障是对各个环节进行及时有效的评价。

以上内容参考：百度百科-ADDIE

1. PID 控制系统原理及算法

当我们不能将被控对象的结构和参数完全地掌握，或者是不能得到精确的数学模型时，在这种情况下最便捷的方法便是采用PID 控制技术。为了使控制系统满足性能指标要求，PID 控制器一般地是依据设定值与实际值的误差，利用比例（P）、积分（I）、微分（D）等基本控制规律，或者是三者进行适当地配合形成相关的复合控制规律，例如，PD、PI、PID 等。

图1 是典型PID 控制系统结构图。在PID 调节器作用下，对误差信号分别进行比例、积分、微分组合控制。调节器的输出量作为被控对象的输入控制量。

图1 典型PID控制系统结构图

PID 控制器主要是依据给定值r（t）与实际输出值y（t）构成控制偏差，用公式表示即e（t）=r（t）-y（t），它本身属于一种线性控制器。通过线性组合偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D），将三者构成控制量，进而控制受控对象。控制规律如下：

其传递函数为：

式中：Kp--比例系数； Ti--积分时间常数； Td--微分时间常数。

2. PID 控制器的MATLAB 仿真

美国MathWorks 公司推出的MATLAB 是一套具备高性能的数值计算和可视化软件。由于MATLAB 可以将矩阵运算、图形显示、信号处理以及数值分析集于一体，构造出的用户环境使用方便、界面友好，因此MATLAB 受到众多科研工作者的欢迎。本文利用MATLAB 仿真工具箱Simulink 的功能，在基于仿真环境Matlab/Simulink 工具上用图形化方法直接建立仿真系统模型，启动仿真过程，将结果在示波器上显示出来。

3. 仿真实例分析

3.1 建立数学建模

设被控对象等效传递函数为

3.2 仿真建模

仿真建模的目的就是将数学模型转换成计算机能够执行的模型，运用Simulink 可以达到此目的。图2 是综合图1 和给定计算公式运用Simulink 建立的PID 控制的连续系统的仿真模型（建模步骤略）。

图2 Simulink仿真建模

3.3 仿真实验

在传统的PID 调节器中，参数的整定问题是控制面临的最主要的问题，控制系统的关键之处便是将Kp、Ti、Td三个参数的值最终确定下来。而在工业过程控制中首先需要对PID 控制中三参量对系统动态性的影响进行实际深入地了解，才能确定怎样将三参数调节到最佳状态。在本实验中，对各参量单独变化对系统控制作用的影响进行讨论，其中在对一个参量变化引发的影响进行讨论时，需要将其余两个参数设定为常数。

3.3.1 P 控制作用分析

分析比例控制作用。设Td= 0、Ti=∞、Kp= 3 ~ 10.输人信号阶跃函数，分别进行仿真，如图3 所展示的系统的阶跃响应曲线。

图3 显示的仿真结果表明：系统的超调量会随着Kp值的增大而加大，系统响应速度也会会随Kp值的增大而加快。但是系统的稳定性能会随着Kp的增大而变差。

图3 单闭环调速系统P控制阶跃响应曲线

3.3.2 比例积分控制作用的分析

设比例积分调节器中Kp= 1,讨论Ti= 0.01 ~ 0.05 时。输人信号阶跃函数，分别进行仿真，如图4 所展示的系统的系统的阶跃响应曲线。

图4 单闭环调速系统PI控制阶跃给定响应曲线

系统的超调量会随着Ti值的加大而减小，系统响应速度随着Ti值的加大会略微变慢。

3.3.3 微分调节作用的分析

设Kp= 1、Ti= 0.01,讨论Td= 10 ~ 100 时对系统阶跃响应曲线的影响。输人信号阶跃函数，分别进行仿真，如图5 所展示的系统的阶跃响应曲线。

图5 单闭环调速系统PID控制阶跃给定响应曲线

图5 所显示的仿真结果表明：根据单闭环调速系统的参数配合情况，起始上升段呈现较尖锐的波峰，Kp= 1、Ti= 0.01不变时，随着Td值的加大，闭环系统的超调量增大，响应速度变慢。

4 .结论

（1）对于PID 参数采用MATLAB 进行整定和仿真，使用起来不仅快捷、方便，而且更为直观，同时也避免了传统方法反复修改参数调试。

（2）系统的响应速度会随Kp值的增大而加快，同时也有助于静差的减小，而Kp值过大则会使系统有较大超调，稳定性变坏；此外，系统的动作会因为过小的Kp值减慢。

（3）超调的减小、振荡变小以及系统稳定性的增加都取决于积分时间Ti的增大，但是系统静差消除时间会因为Ti的增大而变长。

（4）增大微分时间Td对于系统的稳定性、系统响应速度的加快以及系统超调量的减小都会有所帮助。但是如果Td过大，则会使得调节时间较长，超调量也会增大；如果Td过小，同样地也会发生以上状况。

（5）总之PID 参数的整定必须考虑在不同时刻三个参数的作用以及彼此之间的作用关系。

5.结语

PID 控制应用领域极为广泛，可将其应用于电力、化工、轻工、冶金以及机械等工业过程控制中。通常情况下，最适合采用PID 控制技术的条件是：当我们对目标系统或被控对象的内部特征不完全清楚时，或者是系统的全部参数不能经过有效的测量手段来获取，同时必须依赖于经验和现场调试来确定系统控制器的结构参数情况下采用该技术。

不同条件下的建模方法不同，但建模的全过程始终离不开了解实际系统，其步骤可归纳如下： 　1.弄清问题，掌握实际情况，确定输出输入变量及其表达方式。

2.搜集资料，对资料进行分类，概括出本质内涵，分清主次变量。

3.确定因素之间的关系，列出必要的表格，绘制出图形和曲线等。

4.构造模型。在充分了解资料的基础上，构造一个能代表所研究系统的数量变换数学模型。

5.求解模型。用解析法或数值法求解模型最优解。

6.检验模型的正确性。

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