《控制方法C语言实现》拓展话题讲解系列 第二节

今天我们进行第二节话题的交流。今天想与大家交流的主要内容是数学模型。关于这一节的话题，无论是在完成资料的时候，还是整理素材与大家交流的时候，我个人感觉都是非常难得。为什么？整理《控制方法C语言实现》这本材料的目的，在于能够分享实际工程应用中常见的控制方法问题。谈到数学模型，未免就理论化了。也正是基于这个原因，有不少的网友对本书是作者整理的表示怀疑，可能有些网友认为这就是从教科书上进行摘抄的内容。那么今天，我们就谈谈关于数学模型的一些问题。

其实在该书数学模型这一章的概要中，作者已经明确的表示了为什么介绍数学模型，那就是因为“对于本领域被控对象数学模型认识的深入程度，直接决定了工程师在该领域所能取得的成就。认识系统的数学模型是进行控制系统设计的基础。”

我们都知道，工业上最常用的控制方法是PID，PID能够在一定程度上满足大部分用户的需求。但是，如果我们要进行更为精确的，时效性更高的控制，PID真的够用吗？那么如果我们有更高的要求，我们该从何着手进行控制系统的设计呢？我们必须从认识被控对象着手。那么如何认识被控对象呢？实际上就是要认识被控对象的数学模型。

举个简单点儿的例子，比如我们要对直流电机进行调速控制。最简单的方法就是以速度作为反馈量，利用PID进行速度调整。但是正式基于我们对于电动机的物理模型与数学模型的认识，我们才进一步的研究出了双闭环的控制方式。这就是数学模型的作用。

我们无论是做研究，还是做工作，归根揭底我们要弄清楚我们研究与工作内容的核心，或者说本质。唯有认清楚这点，我们的工作才能事半功倍。也就是说，我们努力的方向不能出现问题。设计控制系统也是这个概念，设计的方向不能出现问题，保障设计方向没有问题的前提是，要对被控对象进行深刻的了解。归结到工作上，就是要对工作的核心内容有充分的了解。从这点儿上讲，做研究与生活、工作是相通的。

至于说，如何能够不断的认识系统的数学模型。本书作者简单的给出了系统辨识的方法。系统辨识是实际工程中最常用的分析获得被控对象数学模型的方法，没有之一。为什么？因为现实当中绝大部分系统都是非线性的。对于非线性系统，靠简单的物理规律的分析必然是无法整体把握系统的细节之处。这时候，系统辨识实际上就能够在很大程度上解决这方面的问题。当然，了解系统辨识的朋友应该知道，系统辨识在很大程度上是物理分析的补充与细化。大家一定要注意这个事情。

今天的话题就讲到这里，下面一节我们将向大家介绍基本环节内容背后的东西。