自动控制原理(经典控制论)课程ppT讲解.ppt

回路 起点与终点重合且通过任何节点不多于一次的 闭合通路。回路中所有支路增益之乘积称为回 路增益，用Lk表示。 不接触回路 相互间没有任何公共节点的回路 X2、X3 X3、X4 X5 2.5.2.2 信号代数运算法则 取Ui(s)、I1(s)、UA(s)、I2(s)、Uo (s)作为信号流图的节点 Ui(s)、Uo(s)分别为输入及输出节点 2.5.2.3 根据微分方程绘制信号流图 只有一条前向通路 三个不同回路 L1、L2不接触 P1与L1、L2、L3均接触 2.5.2.4 根据方框图绘制信号流图 方块图转换为信号流图 方块图转换为信号流图 G —系统总传递函数 Pk—第k条前向通路的传递函数（通路增益） ? —流图特征式 —所有不同回路的传递函数之和 —每两个互不接触回路传递函数乘积之和 —每三个互不接触回路传递函数乘积之和 —第k条前向通路特征式的余因子，即对于流图的特征式?，将与第k 条前向通路相接触的回路传递函数代以零值，余下的?即为?k。 ?k —任何m个互不接触回路传递函数乘积之和 例：二阶RC电气网络 例：一个前向通道 例：多个前向通道 例：课堂作业 2.5.2.5 信号流图梅逊公式 一个前向通道 多个前向通道 2.5.3.1系统传递函数 仅控制量作用下 仅扰动量作用下 控制量和扰动共同作用下 2.5.3.2系统误差传递函数 仅扰动量作用下 控制量和扰动共同作用下 Part 2.5.3 控制系统传递函数 单独处理 线性叠加 前向通道：R(s)到C(s)的信号传递通路 反馈通道：C(s)到B(s)的信号传递通路 系统闭环传递函数：反馈回路接通后， 输 出量与输入量的比值。 系统对控制量R(s)的闭环传递函数 系统对拢动量N(s)的闭环传递函数 2.5.3.1系统的传递函数 系统工作在开环状态， 反馈通路断开。 系统开环传递函数：前向通道传递函数与反馈通道传 递函数的乘积。 (反馈信号B(s)和偏差信号 (s)之间的传递函数) 系统 的开环传递数函数 假设扰动量N(s)=0 控制量R(S)作用 假设R(s)=0 ！扰动的影响将被抑制 扰动量N(S)作用 控制量与扰动量同时作用 以误差信号E(s)为输出量，以控制量R(s)或拢动量R(s)为输入量的闭环传递函数。 2.5.3.2 系统误差传递函数 假设扰动量N(s)=0 控制量R(S)作用 假设R(s)=0 扰动量N(S)作用 控制量与扰动量同时作用 系统的闭环传递函数具有相同的特征多项式 1+G1(s)G2(s)H(s) G1(s)G2(s)H(s)为系统的开环传递函数。 系统的固有特性与输入、输出的形式、位置均无关；同一个外作用加在系统不同的位置上，系统的响应不同，但不会改变系统的固有特性。 闭环传递函数的极点相同。 This is End of Chapter 2 2.5.1.1 结构方块图 ！脱离了物理系统的模型 !系统数学模型的图解形式 形象直观地描述系统 中各元件间的相互关 系及其功能以及信号 在系统中的传递、变 换过程。 依据信号的流向 ，将各 元件的方块连接起来组 成整 个系统的方块图。 函数方块图 任何系统都可以由信号线、函数方块、信号引出点及求和点组成的方块图来表示。 求和点 函数方块 引出线 函数方块 信号线 1信号线 带有箭头的直线，箭头表示信号的 传递方向，直线旁标记信号的时间函 数或象函数。 2信号引出点（线）/测量点 表示信号引出或测量的位置和传递方向。同一信号线上引出的信号， 其性质、大小完全一样。 3函数方块(环节) 函数方块具有运算功能 4求和点（比较点、综合点） 1.用符号“?”及相应的信号箭头表示 2.箭头前方的“+”或“-”表示加上此信号或减去此信号 ! 注意量纲 相邻求和点可以互换、合并、分解。 ? 代数运算的交换律、结合律和分配律。 !求和点可以有多个输入，但输出是唯一的 方框图的等效变换法则 公式直接法 化简法 代数法 方块图的化简 方块图的运算规则 串联、并联、反馈 基于方块图的运算规则 基于比较点的简化 基于引出点的简化 2.5.1.2 由方块图求系统传递函数 几个环节串联，总的传递函数等于每个环节的传 递函数的乘积。 例：隔离放大器串联的RC电路 串联运算规则 同向环节并联的传递函数等于所有并联的环节传递 函数之和。 并联运