控制系統(tǒng)的信號流ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-26 02:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3 ( s ) X 2 ( s ) + 移動的支路上乘以它所掃過方框內(nèi)的傳函。 G ( s ) X 1 ( s ) X 2 ( s ) 32( ) ( )X s X s?G ( s ) G ( s ) X 2 ( s ) X 1 ( s ) 32( ) ( )X s X s?2 分支點和加項點的移動變換 32 16:27 分支點后移 加項點前移 移動的支路上乘以它所掃過方框內(nèi)的傳函的倒數(shù)。 G ( s ) X 1 ( s ) X 2 ( s ) 31( ) ( )X s X s?G ( s ) X 2 ( s ) X 1 ( s ) 1()Gs31( ) ( )X s X s?G ( s ) + 1()Xs 3()Xs2()Xs+ ()Gs1()Gs2()Xs3()Xs1()Xs33 16:27 3 相鄰分支點可互換位置、可合并 a b a b 4 相鄰加項點可互換位置、可合并 a b a b 34 16:27 ?變換 目的： 是為了得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 。 與傳遞函數(shù)的代數(shù)運算等價 ， 通過代數(shù)運算也可以得到同樣的結(jié)果 。 ?需要說明的兩點： 在走投無路時 ， 記住等效代數(shù)化簡是最根本的方法 ， 它可以解決你在圖形變換法中解決不了的各種疑難問題 。 35 16:27 （ 1） 用最少的步驟將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 化成由三種基本結(jié)構(gòu)組成的圖形 ， 然后通過串聯(lián)和并聯(lián)變換化簡信號通道 ， 通過反饋回路變換化簡回路 （ 記住公式 ） 。 ?變換 思路 （ 2） 通過加項點和分支點的移動 (向同類移動 ,并利用可交換性法則 ） ,解除回路之間互相交連的部分 ,從而簡化結(jié)構(gòu)圖 。 36 16:27 ? 5 變換技巧一：向同類移動 分支點向分支點移動，加項點向加項點移動。移動后再將它們合并，以減少結(jié)構(gòu)圖中分支點和加項點的數(shù)目。一般適用于前向通道。 G2 H1 G1 G3 相加點移動 向同類移動 G1 G2 G3 H1 G1 例 3 R(s) C(s) C(s) R(s) 分支點移動 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 a b G4 1 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 例 4 R(s) C(s) 39 16:27 ? 6 變換技巧二：作用分解 同一個變量作用于兩個加項點，或者是兩個變量作用于同一個方框，可以把這種作用分解成兩個單獨的回路，用以化解回路之間的相互交連。一般適用于反饋通道。 G1 G4 H3 G2 G3 H1 作用分解 H1 H3 G1 G4 G2 G3 H3 H1 例 5 R(s) C(s) 41 16:27 例 6 方框圖簡化 ，求系統(tǒng)傳遞函數(shù) 1 21R sC 211R 21RsC11sC 21)( sU c)( sUr42 16:27 sCR 111sCR 221sCR 21)( sU r )( sU c1 21R sC 211R 21RsC11sC 21)( sU c)( sUrsCR 21)1)(1(12211 ?? sCRsCR)( sU r )( sU c1)(121221122121 ???? sCRCRCRsCCRR)( sU r )( sU c43 16:27 例 7化簡圖(a)所示系統(tǒng)方框圖 ，并求系統(tǒng)傳遞函數(shù) )()()(sRsCsG ?44 16:27 )()(1)GG(GG )1)((11)(1)()()(4321243212143211243212114321211GGGGHGGGHGGGHGGGHGGGGGGHGGGsRsCsG???????????????45 16:27 先簡化紅線框 思考題 求系統(tǒng)傳函。 46 16:27 47 16:27 作業(yè) 64頁 25 (2) 29 211 217(a)(c) 48 16:27 二 信號流圖的組成和繪制 對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)圖的簡化過程仍較復(fù)雜，且易出錯。 ?信號流圖：表示系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 和變量傳送過程中的 數(shù)學(xué)關(guān)系 的圖示方法 。 優(yōu)點： 直接應(yīng)用梅遜公式就可以寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，無需對信號流圖進行化簡和變換 。 49 16:27 信號流圖可以認為是方塊圖的一種簡化符號 ,也可以解釋為 一組線性代數(shù)方程變量間輸入、輸出關(guān)系的圖解表示 。 信號流圖是由節(jié)點和支路組成的一種信號傳遞網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的 節(jié)點 表示一個系統(tǒng)變量，用小圓圈表示。連接兩個節(jié)點的定向線段叫 支路 ，支路旁標的 增益表示兩個變量的因果關(guān)系，因此 支路相當于乘法器 。信號只能沿箭頭方向流通 。 50 16:27 y2＝ g12y1的信號流圖如圖所示，節(jié)點為 y y2，且 y1為輸入， y2為輸出，故箭頭指向y2， g12 即為該支路的增益。 1y 2y12g 的信流圖 1122 ygy ?例如： 51 16:27 例如 .下列一組代數(shù)方程構(gòu)成的信號流圖如圖 6所示 ????????????????4452255444334224444322333321122ygygyygygygyygygyygygy1y 2y 3y 4y 5y圖 6 信號流圖 52 16:27 例如 .下列一組代數(shù)方程構(gòu)成的信號流圖如圖 6所示 ????????????????4452255444334224444322333321122ygygyygygygyygygyygygy1y 2y 3y 4y 5y12g 23g32g34g 45g44g43g25g24g圖 6 信號流圖 53 16:27 1 信號流圖的基本性質(zhì)： ① 節(jié)點 標志系統(tǒng)的變量 .一般 ,節(jié)點自左向右順序設(shè)置 ,每個節(jié)點標志的變量是 所有流向該節(jié)點的信號之代數(shù)和 . ② 支路 相當于乘法器 ,信號流經(jīng)支路時 ,被乘以支路增益而變換為另一信號 .
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