機(jī)械工程控制基礎(chǔ)(2)(編輯修改稿)
2025-03-02 09:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 傳遞函數(shù)框圖中的環(huán)節(jié)是根據(jù)運動微分方程劃分的，一個環(huán)節(jié)并不一定代表一個物理的元件 (物理的環(huán)節(jié)或于系統(tǒng) )，一個物理的元件 (物理的環(huán)節(jié)或子系統(tǒng) )也不一定就是一個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié) 。 換言之 , 也許幾個物理元件的特性才組成一個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)．也許一個物理元件的特性分散在幾個傳遞函數(shù)環(huán)節(jié)之中。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(fù)載效應(yīng)。 (2)不要把表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況的物理框圖與分析系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的框圖混淆起來 . (3)同一個物理的元件 (物理的環(huán)節(jié)或子系統(tǒng) )在不同系統(tǒng)中的作用不同時，其傳遞函數(shù)也可不同，因為傳遞函數(shù)同所選擇的輸入、輸出物理量的種類有關(guān)，并不是不可變的。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 一、傳遞函數(shù)方框圖 在系統(tǒng)建模中，對于各個環(huán)節(jié)，分別用傳遞函數(shù)代表環(huán)節(jié)，用環(huán)節(jié)輸入、輸出的 Laplace變換代表其輸入和輸出，而形成的一種表示系統(tǒng)與外界之間以及系統(tǒng)內(nèi)部各變量之間的關(guān)系的方框圖就是傳遞函數(shù)方框圖。與系統(tǒng)方框圖相對應(yīng)，它包含函數(shù)方框、相加點和分支點等三種基本要素。 (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。在相加點處加減的信號必須是同種變量，運算時的量綱也要相同。相加點可以有多個輸入，但輸出是唯一的。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 (3)分支點 分支點表示同一信號向不同方向的傳遞，在分支點引出的信號不僅量綱相同，而且數(shù)值也相等。 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(jìn)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(yīng)的方框圖； (3)從系統(tǒng)的輸入量與主反饋信號進(jìn)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。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 例題 (P73 習(xí)題 B圖和 B圖 ) 求圖所示系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和傳遞函數(shù)框圖。 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 二、 傳遞函數(shù)方框圖等效的基本規(guī)則 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖如圖所示。 圖中，前向通道的傳遞函數(shù)為 反饋回路的傳遞函數(shù)為 前向通道傳遞函數(shù) G(s)與反饋回路傳遞函數(shù) H(s)之乘積定義為系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) Gk(s)，它也是反饋信號 B(s)與偏差 E(s)之比，即
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