控制系統(tǒng)的信號(hào)流ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-05 02:48本頁(yè)面
【正文】 sC 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(jiǎn)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(jiǎn)化紅線框 思考題 求系統(tǒng)傳函。 G2 H1 G1 G3 相加點(diǎn)移動(dòng) 向同類移動(dòng) G1 G2 G3 H1 G1 例 3 R(s) C(s) C(s) R(s) 分支點(diǎn)移動(dòng) 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(gè)變量作用于兩個(gè)加項(xiàng)點(diǎn)，或者是兩個(gè)變量作用于同一個(gè)方框，可以把這種作用分解成兩個(gè)單獨(dú)的回路，用以化解回路之間的相互交連。移動(dòng)后再將它們合并，以減少結(jié)構(gòu)圖中分支點(diǎn)和加項(xiàng)點(diǎn)的數(shù)目。 ?變換 思路 （ 2） 通過(guò)加項(xiàng)點(diǎn)和分支點(diǎn)的移動(dòng) (向同類移動(dòng) ,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(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 。 ?需要說(shuō)明的兩點(diǎn)： 在走投無(wú)路時(shí) ， 記住等效代數(shù)化簡(jiǎn)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(wèn)題 。 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(diǎn)可互換位置、可合并 a b a b 4 相鄰加項(xiàng)點(diǎn)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) 。 分支點(diǎn)前移 加項(xiàng)點(diǎn)后移 G ( s ) G ( s ) X 2 ( s ) X 1 ( s ) X 3 ( s ) + G ( s ) X 1 ( s ) X 3 ( s ) X 2 ( s ) + 移動(dòng)的支路上乘以它所掃過(guò)方框內(nèi)的傳函。 除了前面介紹的串聯(lián) 、 并聯(lián)和反饋連接可以簡(jiǎn)化為一個(gè)等效環(huán)節(jié)外 ， 還有 信號(hào)分支點(diǎn)及加項(xiàng)點(diǎn)前后移動(dòng)的規(guī)則 。 方框圖的變換應(yīng)按等效原則進(jìn)行 。 式中分母的加號(hào) ， 對(duì) 應(yīng)于負(fù)反饋；減號(hào)對(duì)應(yīng)于正反饋 。 G2(s) (2) 圖 3 兩個(gè)方框并聯(lián)的等效變換 27 16:27 n個(gè)傳遞函數(shù)并聯(lián)其等效傳遞函數(shù)為該 n個(gè)傳遞函數(shù)的代 數(shù)和，如圖 4所示： 圖 4 n個(gè)方框并聯(lián)的等效變換 28 16:27 （ 3） 反饋連接的等效變換 圖 5(a)為反饋連接的一般形式，其等效變換結(jié)果如圖 242(b)所示。 26 16:27 （ 2） 并聯(lián)連接的等效變換 G1(s)與 G2(s)兩個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)連接 ， 其等效傳遞函數(shù)等于 該兩個(gè)傳遞函數(shù)的代數(shù)和 ， 即： 等效變換結(jié)果見圖 3(b)。 25 16:27 圖 2 n個(gè)方框串聯(lián)的等效變換 如圖 2所示 。 （ b ） I ( s ) ) ( s U i ) ( s U o I ( s ) （ c ） ) ( s U o 1R 1SC（ d ） － ) ( s U o ) ( s U o ) ( s U i 1SC1R（ ）－（ ）－()Is13 16:27 例 2 圖中為一無(wú)源 RC網(wǎng)絡(luò) 。 4） 從包含輸入量的方程開始繪制框圖，直到用到包含系統(tǒng)輸出量的方程； 5）根據(jù)信號(hào)的流向?qū)⒏鞣娇蛞来芜B接，相同名稱的信號(hào)用分支點(diǎn)連接到一起（包括中間變量）。對(duì)于單輸入單輸出系統(tǒng)，系統(tǒng)輸入位于框圖最左側(cè)，輸出位于最右側(cè)。繪制框圖步驟： 1）找出系統(tǒng)輸入、輸出量，列出系統(tǒng)方程，寫出對(duì)應(yīng)的拉氏變換；2） 由輸出量開始，通過(guò)使用中間變量列寫方程。 )()( 21 sRsR ?)(1 sR)(2 sR)()( 21 sRsR ?)(1 sR)(2 sR)()( 21 sRsR ?)(1 sR)(2 sR9 16:27 圖 2 1 6 分 支 點(diǎn) 示 意 圖P ( s )P ( s )R ( s ) C ( s ))(1 sG )(2 sG注意：同一位置引出的信號(hào)大小和性質(zhì)完全一樣。 “ +”表示相加，“ ”表示相減。 一 方框圖 7 16:27 （一） 方框圖基本單位 (1)方框（ Block Diagram） : 表示 輸入到輸出 單向傳輸?shù)暮瘮?shù)關(guān)系 （ 2）信號(hào)線： 帶有箭頭的直線，箭頭表示信號(hào)的流向 框圖包括函數(shù)方框、信號(hào)流線、相加點(diǎn)、分支點(diǎn)等圖形符號(hào)。 系統(tǒng)方框圖是系統(tǒng)中各元件功能和信號(hào)流向的圖解 ， 它清楚地表明了系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)間的相互關(guān)系 。16:27 1 第四 節(jié) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖 第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 主講教師：李瑞 2 16:27 )()( )(| sGsR sC ??? 零初始條件輸入的拉氏變換輸出的拉氏變換傳遞函數(shù) 復(fù) 習(xí) 1 10 1 1110 1 11( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )nnnnnnmmmmmmd d da c t a c t a c t a c td t d t d td d db r t b r t b r t b r td t d t d t??????? ? ? ?? ? ? ? ?10 1 110 1 1()mmmmnnnnb s b s b s bGsa s a s a s a?
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