机械控制工程基础第2版董玉红第二章系统的数学模型课件教学.pptVIP

馋死 PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * * 2）并联连接 简化为： Xi(s) Xo(s) Xo(s) Xi(s) X2(s) X1(s) G1(s) + + G2(s) H X2 + X1 G X2 + X1 反馈连接： Xi(s) Xo(s) G(s) H(s) 3）反馈连接 ※ 注意区分反馈与并联： Xi(s) Xo(s) 简化为： E(s) B(s) 闭环传递函数 偏差传递函数 Xi(s) + G1(s) E(s) B(s) H(s) Xo(s) - G2(s) 系统开环传递函数 若将H（s）的输出通道断开，这时前向通道传递函数与反馈通道传递函数的乘积G1(s) G2(s) H(s)称为该系统的开环传递函数。 Gk(s) 称为闭环系统的开环传递函数。 注： 开环传递函数是闭环控制系统的一个重要概念，它并不是开环系统的传递函数，而是指闭环系统的开环传递函数。 总 结 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G H G1 ± G2 1/R1 R1 Cs R2 + - 系统方框图的化简（例2-10）： Step1: 串联环节等效变换. 1/R1 R1 Cs R2 + - Step2: 并联环节等效变换. 1/R1 1+R1 Cs R2 - Step3: 串联环节等效变换. （1+R1 Cs）R2/R1 - Step4: 反馈环节等效变换. 三、方框图的化简 对于复杂控制系统，其方框图甚为复杂，为便于分析和计算，需将其化简。通常化简方法有： 方框图等效变换法 梅逊增益公式法 方框图的等效变换 思路：通过变换比较点点和引出点的位置来消除方框之间的交叉连接，变换中主要掌握好如下两点： ①前向通道中各传递函数的乘积不变； ②反馈回路中传递函数的乘积不变； 通过等效变换将方框图变换成具有串联，并联和局部反馈连接的结构图，最终变换为输入量对输出量的一个方框。 ※ 方框图等效变换法则： （重点掌握） G G G G G 1/G G G G G G 1/G 例: 简化如图所示系统方框图。 + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 H1 ① ③ ② A B C - + 变换规律：消除交叉连接，由内向外依次化简 方法一：将相加点2后移，然后与相加点3交换； + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 H1 ① ③ ② A B C - + + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 ? ① ③ ② A B C - + + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 H1G1 ① ③ ② A B C - + Step1: 内反馈环节等效变换. + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 H1G1 ① ③ ② A B C - + - G1 + Xi Xo G3 H2 ① ③ - + Step2: 串联环节等效变换. - G1 + Xi Xo H2 ① ③ - + Step3:内反馈环节等效变换. G1 Xi Xo - + Xi Xo Step4: 串联环节等效变换. Step5: 反馈环节等效变换. Xi Xo - + 方法二：将相加点3前移，然后与相加点2交换； + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 H1 ① ③ ② A B C 方法三：分支点A后移； + - G1 - + Xi G2 Xo G3 H2 H1 ① ③ ② A B C 方法四：分支点B前移； - + - + 方框图化简步骤小结： 确定输入量和输出量； 若结构图中有交叉连接，应运用等效变换规则，首 先将交叉连接消除，化为无交叉的多回路结构； 对多回路结构，可由内向外进行变换，直至变换 为一个等效的方框，即得到所求的传递函数。 ※ 注意事项： 有效输入信号所对应的相加点尽量不要移动； 避免相加点和分至点之间的移动。 第五节 信号流图与梅逊公式 信号流图是另一种表示复杂系统中变量之间关系的图解方法。 一、信号流图 (1)节点 表示变量或信号的点称为节点，用“○”表示， 在“○”旁边注上信号的代号。 (2)源点 只有输出的节点称为源点或称为输入节点。它一般表示系统的输入变量。 (3)汇点 只有输入的节点称为汇点或称为输出节点。它一般表示系统的输出变量。 (4)混合节点 既有输入又有输出的节点称为混合节点。 (5)支路 定向线段称为支路，其上的箭头表明信号的流向，各支路上还标明了增益，即支路的传递函数。 (6)通路 从某一节点开始，沿支路箭头方向经过各相连支路到另一节点（或同一节点）构成的路径，称为通路。通路中各支路传输的乘积称为通路传输（通路增益）。 (7)前向通