自控理论 2-3系统方框图幻灯片.ppt

§2-3 系统方框图 4．绘制 例2-7 绘制例2-6速度控制系统的方框图 二. 方框图的等效变换 等效变换前后应保证： ①前向通路的传递函数乘积保持不变； ②回路中传递函数乘积保持不变。 (二)相加点和分支点的等效移动 方框图化简步骤 例2-8（环节合并的例子） 例2-9 用方框图变换法求RC网络的传递函数。 (3)绘方框图 有三个相互交叉的闭环 三.闭环系统传递函数 (3) N(s)作用下的闭环传函: (R(s)=0) 四.多变量控制系统及传递函数 * 一. 基本概念 1.?? 定义 由具有一定函数关系的环节组成的，且标 有信号流向的图。 2．组成 由方框, 信号线, 相加点, 引出点(分支点)组成。 3.意义 （1）根据方框图可了解系统中信号的传递过程和各环节之间的联系。 （2）利用方框图的等效化简，可求出输出与输入间的传递函数。 先绘各部分的方框图，再按信号传递关系连接成整个系统的方框图。对复杂系统。可按下列顺序整理方程组。 (1) 以输出量作为第一个方程左边的量; (2) 从第二个方程开始,每个方程左边的量是上一方程右边的中间变量; (3) 输入量至少要在一个方程的右边出现。 解 由式(2-36) ～式(2-41)列方程 N1 N2 结论：方框图也是系统的一种数学模型。方框图及其运算是分析系统或求取系统传递函数的有效方法。 Ur Ue G1 G2 Gf U1 U2 G3 Gu Gm Ua N(s) + Mc(s) Uf N1 N2 先绘各部分的方框图，再按信号传递关系连接。 方框图变换所遵循的原则 （一）环节的合并 三种基本连接方式 串 联 并 联 反 馈 G1 G2 G2 G1 ± G1·G2 G1±G2 G H 开环传递函数: G(s)H(s) 前向通道传递函数: G(s) 闭环传递函数 单位负反馈 反馈通道传递函数: H(s) G(s) H(s) E(s) R(s) C(s) B(s) 1.分支点移动 2.相加点移动 3.相加点变位 ②相邻相加点可互换位置、可合并… (三)方框图等效变换方法 ① 三种典型结构可直接用公式 ③相邻引出点可互换位置、可合并… 注意事项： 不是典型结构不可直接用公式 引出点、相加点相邻，不可互换位置 1.确定输入、输出; 2.用等效变换方法将若干个回路的公共部分分开, 变成三种基本连接形式; 3.逐步化简后写出总传递函数。 1.分支点移动 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 a b G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 G4 1 请你自己写出结果 G2 H1 G1 G3 2.相加点移动 G1 G2 G3 H1 错！ G2 G1 无用功 向同类移动 R(s) G2G3 G6 G4+ G5 G1 C(s) R1 R2 U(s) I1(s) I2(s) I(s) C2 C1 Ui(s) U0(s) 解 (1)输入 Ui (s), 输出 U0 (s) (2)列方程 I1 I U0(s) Ui(s) U I2 I1 I U0(s) Ui(s) U I2 (4)化简 注意: 相加点移到相加点上,分支点移到分支点上; 且相加点与分支点不能交叉移。 U0(s) Ui(s) Ui(s) U0(s) U0(s) Ui(s) (1) R(s)作用下的闭环传函:（N(s)=0） (2) R(s)作用下的偏差传递函数: R(s) G2 H G1 C(s) E(s) B(s) N(s) (4) N(s)作用下的偏差传函: R(s) G2 H G1 C(s) E(s) B(s) N(s) (5) R(s)、N(s)同时作用下的闭环系统 根据线性系统的叠加原理： 不论信号作用点在何方，各闭环传函的分母相同，所不同的只是分子。