传递函数及方块图new

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,一、系统框图基本单元,系统框图不仅能简明地表示系统中各环节间的关系和信号的传递过程，而且不用消元就能方便地求得系统的传递函数。其一个突出优点是直观、形象，是工程上用来分析复杂系统的重要手段。框图组成的四个基本单元：,（a）信号线 （b）引出点(又叫分支点),（c）相加点(又叫比较点)（d）方块（又叫环节）,系统框图实质上是将原理图与数学方程两者结合起来，它是一种对系统的全面描写。,2-4,系统框图及其等效变换,2,二、绘制系统框图,步骤,.,根据控制系统的信号走向关系，将各框图依次用信号线连接，系统,输入量,列左端，系统,输出量,列右端。,.,用框图表示,每一个部件,.,列写系统每一个部件的运动方程,从输入量开始写,，以系统输入量作为,第一个方程右边的量,；,每个方程左边只有一个量，从第二个方程开始，,每个方程左边的量是前面方程右边的中间变量；,直到,系统输出量在方程的左边,出现为止；,3,例,2-3,R,u,r,u,c,C,i(t),4,例,2-4,u,c,u,r,C1,C2,R1,R2,i,1,i,2,5,将上图汇总得到：,6,7,Note:,只有当一个方块的输出量不受其后的方块影响时，才能够将他们串联连接。如果在这些环节之间存在着负载效应，就必须将这些环节合并为一个单一的方块。,8,二、框图的等效变换,1、,串联运算,因为,结论：多个环节串联后总的传递函数等于每个环,节传递函数的乘积。,G(s)=G,1,(s)G,2,(s),G,n,(s),9,2、,并联运算,因为,所以,结论：多个环节并联后的传递函数等于所有并联,环节传递函数之和。,G(s)=G,1,(s)+G,2,(s)+,+G,n,(s),10,3、,反馈运算,前向通道和反馈通道传递函数分别为G(s)、H(s),结论：具有负反馈结构环节传递函数等于前向通,的传递函数除以1加（若正反馈为减）前向通道与反,馈通道传递函数的乘积。,11,4.,信号相加点和引出点的移动,2,、相加,点前移,3,、,相加点后移,5,、,引出点前移,6,、,引出点后移,1,、相加,点互换位置,4,、,引出点互换位置,P36,表,2-3,12,13,向同类移动,框图化简原则：,14,例,利用结构图等效变换讨论两级,RC,串联电路的传递函数。,-,-,-,15,结构图等效变换例子,|,例,2-11,总的结构图如下：,-,-,-,-,-,-,-,-,16,-,-,-,-,-,-,17,结构图等效变换例子,|,例,2-11,-,18,结构图等效变换例子,|,例,2-11,-,-,-,-,-,-,-,-,-,解法二：,19,结构图等效变换例子,|,例,2-11,-,20,解法三,(a)比较点A前移，分支点D后移,21,(b)消除局部反馈回路,22,（C）消除主反馈回路,可以看出：方块图的化简方法不是唯一,的，人们应充分地利用各种变换技巧，选择最,简捷的路径，以达到省力省时的目。,23,解,：结构图等效变换如下：,例,系统结构图如下，求传递函数 。,-,+,相加点移动,-,+,24,-,+,25,例,将图,(a),中的相加点前移,将图,(b),中最里层的反馈环节化简,a,）,b,）,26,将图（,C,）中内环的反馈环节消去,简化,c,）,d,）,e,）,27,2-5 控制,系统的传递函数,1、前向通道的传递函数与开环传递函数,前向通道的传递函数：输出信号C(s)与偏差信号E(s)之比,开环传递函数,：反馈信号B(s)与偏差信号E(s)之比,结论：开环传递函数等于前向通路传递函数G(s)和反馈通路,传递函数H(s)的乘积。,28,2、,闭环传递函数,定义：系统的主反馈回路接通以后，输出量与输入,量之间的传递函数，通常用,(s),3、扰动传递函数,把系统输入量以外的作用信号均称为扰动信号。,29,设输入量R（s）=0,当 时，,此时扰动的影响可被抑制。,设扰动信号N（s）=0,当 时，,表明此时系统的闭环传递函数只与H（S）有关，,与被包围的 环节无关。,30,R（s）、N（s）同时作用时：,31,4、误差传递函数,a)在控制量作用下系统的误差传递函数：,假设N(s)0，则,称为误差传递函数,32,b)扰动量作用下系统的误差传递函数：,c)在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时，系统总的误差：,33,1、开环传递函数,2、闭环传递函数,3、,扰动传递函数,4,、,R（s）N（s）,同时作用,34,5,、误差传递函数,在控制量作用下系统的误差传递函数,扰动量作用下系统的误差传递函数,在控制量,R(s),和扰动量,N(s),同时作用时，系统总的误差,