通道动态模型是表达输入变量和输出变量之间关系随时间变化的数学描述。数学模型的结构部分为微分方程，常用传递函数表示，以便采用代数方法分析动态系统。在应用中主要通过阶跃响应法获取通道传递函数模型。由于通道动态模型不是从基本原理推出，而是通过实测数据估算得到，因此属于黑箱模型。

常见的通道动态模型包括一阶惯性模型、一阶惯性加纯滞后模型、二阶惯性加纯滞后模型和高阶惯性加纯滞后模型。

①一阶惯性模型。如果阶跃响应曲线没有纯滞后或纯滞后时间相对较小，且响应曲线起始变化率很大，则可用一阶惯性环节拟合阶跃响应特性。。可直接从曲线上用作图法测得时间常数和通道开环增益。等于从起始稳态变化到新的稳态63.2%处的时间，等于前后两个稳态值的差与输入阶跃变化的增幅之比：

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②一阶惯性加纯滞后模型。如果阶跃响应曲线有明显的纯滞后，且响应曲线呈现S形，通道为高阶特性，常用一阶惯性环节加纯滞后近似。即需要得到纯滞后时间、时间常数和通道开环增益，可直接从曲线上用作图法测得。

③二阶惯性加纯滞后模型和高阶惯性加纯滞后模型。当阶跃响应是S形单调曲线时，也可以用两个或多个一阶惯性环节近似，可得到较好的拟合精度。通道开环增益的求取方法与①和②中的方法相同。从阶跃干扰产生时刻响应曲线没有变化到刚开始变化的时刻确定纯滞后时间，余下的工作是决定如何用二阶或高阶惯性环节拟合截去纯滞后部分的阶跃响应特性。通过阶跃响应曲线上两个点的数据，可以确定二阶或高阶惯性环节的时间常数。

当采用解析方法处理用传递函数表达的数学模型时，纯滞后项出现在反馈回路时，比较难以处理。为了方便数学计算，可以将纯滞后项近似为一阶传递函数形式。常用的近似方法称为帕德近似（Pade approximation），帕德近似是一种级数展开的算法：

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一般采用一阶近似比较简单实用，即:

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