【文章內(nèi)容簡介】 uidtdi ???11)()(G(s)??? sRsUsIdddd?ddd RL??其他一些慣性環(huán)節(jié)例子 Examples of Inertial ponent r ( t )11LsR?()Rs ()Cs M()ft ()vtB()Fs ()Vs()Tt ()t?J B()Ts ()s?c ( t )RL11?sBJB11?sBJB 積分環(huán)節(jié) (Integral Component) 動態(tài)方程 (Dynamic Equation): 傳遞函數(shù) (Transfer Function): 方框圖 (Block Diagram): 階躍響應 (Step response) : 特點 (Characteristic): 為積分時間常數(shù)， 大則積分慢 ??? t dttrKtc 0 )()(sKsG ?)(t r=1 T Ktc ?)(sR )(sCs1K1?? ?Example1： 積分電路 輸入為 r(t)，輸出為 c(t) 運動方程： 傳遞函數(shù)： （ T=R1C） K+()rt ()ct1R 3RC()cit1()it)(sR )(sC CsR 11? ? ?? ?????? r(t )dtT1r(t )dtCR 1(t )dtiC1c (t )1csKTs1R (s)C (s)G( s) ?????11c Rr(t )(t )i(t )i ??其它 積分環(huán)節(jié) 舉例 Examples of integral ponent D()nt ()xtDs?()Ns ()Xs ()ut()it1Cs()Is ()Us 微分環(huán)節(jié)（ Differential Component） 動態(tài)方程 : (理想 ) 傳遞函數(shù) : 方框圖： 階躍響應 : 特點 : T 決定了微分作用時間 實例 : dttdrtc )()( ?? ?t r=r0 Td r0 I Uo C Ui R G(s) )(sR )(sCTteKrc ??0dtdURCUdtdURC io ???? ossG ??)(Example1: RC電路 設： 輸入 —— ur(t) 輸出 —— uc(t) 消去 i(t)，得到： 運動方程： 傳遞函數(shù)： （ Tc=RC） Tc1時，又可表示成： ()rut ()cutitCR? ?? i (t) Ri (t) dtc1(t)u r? ?? (t )u(t )dtuRC1(t )u ccr1sTsT(s)U(s)UG (s)ccrc???sT(s )U (s )UG (s ) crc ??Rtuti c )()( ?其他微分環(huán)節(jié)舉例 Examples of differential ponent ()cut()itCsC C()itR()utCs1R()cUs ()Is ()Is()Us + ()IsLs ()LEs()it ()LetL+ 振蕩環(huán)節(jié)（ Oscillation ponent） 動態(tài)方程 : 傳遞函數(shù) : 方框圖 : 單位階躍響應 : 特點 :? 是關鍵參數(shù) ,它決定了振蕩特性 , ?n 決定振蕩周期 . t y )()()(2)( 2222 trtcdt tdcdt tcd nnn ???? ????122)( 22222????? sTsTKsssG nnn????? ＝G(s) )(sR )(sC10 11s i n111)( 2122?????????? ??????? ?? ?? ?????? tgtetyntnK r(t )c (t )dtdc (t )T2 ζdt c (t )dT 222 ???Example1： RLC電路 ??????i (t )d tC1c (t )i (t )d tC1i (t )dtdi (t )Lr( t ) R解： 消去中間變量 i(t)得到運動方程： 傳遞函數(shù)： r( t)c( t)dtdc( t)RCdt c( t)dLC 22 ???1RC sLCs1G (s)2 ???c ( t )r ( t )RL C+_()it+__ea(t) 輸入量為加在電樞兩端 ?(t) 輸出量為電機軸的角位移 。 R電樞繞組的電阻； L電樞繞組電感； i(t)電樞繞組中的電流； eb(t) 電動機的反電勢； T(t)電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩； J電動機和負載折合到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量； B電動機和負載折合到電動機轉(zhuǎn)軸上的粘性摩擦系數(shù)。 RL ()bet()aet ()t? BJ)( ti+_D+_Example2： 電樞控制式直流伺服電機 1） T(t)=Ki(t) T(t)—— 轉(zhuǎn)矩 K—— 力矩系數(shù) 2） eb(t)—— 反電勢 Kb—— 反電勢常數(shù) 3） ea(t)—— 電樞兩端的電壓 4） 分別進行拉氏變換 1） T ( s ) = K I ( s ) 2） Eb( s ) = Kb s ? ( s ) 3） Ea( s ) = ( L s + R ) I ( s ) + Eb( s ) 4） T( s ) = ( J s2 + B s ) ? ( s ) dt(t )dK(t )e bb ??(t)e(t)eRi (t)dtdi (t)L ab ???T (t)dt (t )d θBdt (t )θdJ 22??RL ()bet()aet ()t? BJ)(ti a+_D+_消去中間變量 Eb(s)、 T(s)和 I(s) )]KK(RBRJ)s(LBs[LJ sK(s)E(s)θb2a ?????如果輸入量 Ea(s)，輸出量轉(zhuǎn)速 ?(s)，則又可得到： 這是一個典型的振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) )KK(RBRJ )s(L BLJsK(s)E(s)b2a ??????電樞回路中的電感 L通常較小，若忽略 L的影響，則： 式中： km=K/(RB+KKb) —— 電動機增益常數(shù) Tm=RJ/(RB+KKb)—— 電動機時間常數(shù)。 如果 J、 R比較小， Tm趨近于零，又可簡化為： 1)ss (TK(s )E(s )θmma ?? 1sT K( s)E ( s)mma ???)K 1K(sKs1/K(s)E(s)θb39。39。ba???Example3：機械裝置 輸入 力 ： f(t)， 輸出 位移： x(t) 。 微分方程 式中： K—— 彈簧彈性系數(shù)； M—— 物體的質(zhì)量， B—— 粘性摩擦系數(shù)。 傳遞函數(shù)： M()ft()xtB圖216 機 械振蕩K)()()()( 22tKxdt tdxBdt txdMtf ???1sKBsKMK1F ( s )X (s )G (s )2 ???? 遲延環(huán)節(jié)（ Timedelay ponent） 動態(tài)方程 : 傳遞函數(shù) : 方框圖 : R(s) C(s) 階躍響應 : 特點 : c(t)比 r(t)遲延了一段時間 ?. 實例 : e?s t c(t)=r0 （ t?） r=r0 c(t) ? Qi Qo )()( ??? trtcsesG ???)()()(0 ??? tQtQ i 一階微分環(huán)節(jié) 特 點： 此環(huán)節(jié)的輸出量不僅與輸入量本身 有關，而且與輸入量的變化率有關 運動方程 ： 傳遞函數(shù)： G( s ) = Ts + 1 r( t)dtd r( t)Tc (t ) ?? 二階微分環(huán)節(jié) 特點： 輸出與輸入及輸入一階 、 二階導數(shù)都有關 運動方程： 傳遞函數(shù)： ? 可以看出 ， 二階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和頻率特性是 振蕩環(huán)節(jié)的倒數(shù) 。 r(t )dtdr( t )T2 ζdt r(t