機械工程控制基礎(chǔ)(2)-預覽頁
【正文】 按照信號的傳遞順序，從系統(tǒng)的輸入端出發(fā)，根據(jù)有關(guān)定律，列寫出各個環(huán)節(jié)的動態(tài)微分方程； (3).消除上述各方程式中的中間變量，最后得到只包含輸入量與輸出量的方程式； (4).將與輸入有關(guān)的項寫在微分方程的右邊，與輸出有關(guān)的項寫在微分方程的左邊，并且各階導數(shù)項按降冪排列。其定義為：在零初始條件下，系統(tǒng)輸出的 Laplace變換與引起該輸出的輸入量的 Laplace變換之比。 (2)當系統(tǒng)在初始狀態(tài)為零時，對于給定的輸入，系統(tǒng)輸出的 Laplace變換完全取決于其傳遞函數(shù)。 (5)不同用途、不同物理組成的不同類型系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件，可以具有相同形式的傳遞函數(shù)。針對這個局限性，在現(xiàn)代控制理論中，往往采用狀態(tài)空間描述法對系統(tǒng)的動態(tài)特性進行描述。傳遞函數(shù)的零點和極點的分布影響系統(tǒng)的動態(tài)性能。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 三、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 系統(tǒng)是由若干典型環(huán)節(jié)組成的。從根本上講，這取決于組成系統(tǒng)的各物理的元件 (物理的環(huán)節(jié)或子系統(tǒng) )之間有無負載效應。 (1)函數(shù)方框 函數(shù)方框是傳遞函數(shù)的圖解表示，指向方框的箭頭表示輸入的 Laplace變換；離開方框的箭頭表示輸出的 Laplace變換；方框中表示的是該輸入與輸出之間的環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) . (2)相加點 相加點是信號之間代數(shù)求和運算的圖解表示，在相加點處，輸出信號 (離開相加點的箭頭表示 )等于各輸入信號 (指向相加點的箭頭表示 )的代數(shù)和，每一個指向相加點的箭頭前方的”十”號或”一”號表示該輸入信號在代數(shù)運算中的符號。 建立系統(tǒng)方框圖的 步驟 如下： (1)建立系統(tǒng)（或元件）的原始微分方程； (2)對這些原始微分方程在初始狀態(tài)為零的條件下進行 Laplace變換，并 根據(jù)各個變換式的因果關(guān)系 分別繪出相應的方框圖； (3)從系統(tǒng)的輸入量與主反饋信號進行疊加的比較環(huán)節(jié)開始，沿信號流動的方向，通過傳遞函數(shù)方框?qū)⑺械闹虚g變量之間的關(guān)系一一畫出，直至畫出系統(tǒng)的輸出量與主反饋信號。由于 B(s)與 E(s)在相加點的量綱相同，因此，開環(huán)傳遞函數(shù)無量綱，而且 H(s)的量綱是 G(s)的量綱的倒數(shù)。但閉環(huán)系統(tǒng)的反饋是正反饋還是負反饋。 (2) 若方框圖中僅有多個無交叉回路，則按照先里后外的原則，逐個簡化，直至簡化成一個方框的形式。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 方法二：若系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖不同時滿足以上兩個條件，則可通過相加點、分支點的前后移動等法則，將系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖化為同時滿足以上兩個條件的形式，然后應用公式即可。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 補充練習 通過方框圖的等效變換求取如圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù) C(s)/R(S)。 另一類則是擾動，或稱干擾。因此，盡管系統(tǒng)在運行的過程中， 干擾是不可避免的，而對于反饋控制系統(tǒng)，只要系統(tǒng)參數(shù)選擇適當， 就可以使系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。 相似原理 相似系統(tǒng) (環(huán)節(jié) )：能用形式相同的數(shù)學模型來描述的物理系統(tǒng) (環(huán)節(jié) )稱為相似系統(tǒng) (環(huán)節(jié) )。系統(tǒng)的相似性是進行系統(tǒng)模擬或系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)
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