方块图等效变换.pptVIP

* 方框图简化举例 解：利用方块图变换法则 (a)比较点A前移，分支点D后移 * (b) 消除局部反馈回路 * （C） 消除主反馈回路 可以看出：方块图的化简方法不是唯一 的，人们应充分地利用各种变换技巧，选择最 简捷的路径，以达到省力省时的目。 * 引出点移动 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 a b G4 1 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 * G2 H1 G1 G3 综合点移动 向同类移动 G1 G2 G3 H1 G1 * G1 G4 H3 G2 G3 H1 作用分解 H1 H3 G1 G4 G2 G3 H3 H1 * 三、系统的传递函数 1、开环传递函数 定义：反馈信号B(s)与偏差信号E(s)之比 结论：开环传递函数等于前向通路传递函数G(s)和反馈通路传递函数H(s)的乘积。 * 推广到一般情况： 式中：K——闭环系统的开环放大系数（又叫开环放大倍数或 开环增益），是影响系统性能的重要参数。 当反馈传递函数H（s）=1时，开环传递函数和前向传递函数相同，均等于G( s )。 * 2、闭环传递函数 定义：系统的主反馈回路接通以后，输出量与输入量之间的传递函数，通常用?(s)表示。 * 3、扰动传递函数 把系统输入量以外的作用信号均称之为扰动信号。 * 设输入量R（s）=0 当 时， 此时扰动的影响可被抑制 。 * R（s）、 N（s）同时作用时： * a) 在控制量作用下系统的误差传递函数： 4、误差传递函数 * b) 扰动量作用下系统的误差传递函数： c) 在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时，系统总的误差： * 2－4 控制系统的结构图 一、结构图基本单元 图模型的一个突出优点是直观、形象，是工程上用来分析复杂系统的重要手段。方块图组成的四个基本单元： （1） 信号线； （2）引出点(又叫测量点)；（3）比较点(又叫综合点)；（4）函数方块（又叫环节）； 系统的方块图实质上是将原理图与数学方程两者结合起来，对系统的一种全面描写。 * 例： * 将上图汇总得到： * 串联结构的等效变换图 G1(s) G2(s) R(s) C(s) U(s) G1(s) ? G2(s) R(s) C(s) 两个串联的方框可以合并为一个方框，合并后方框的传递函数等于两个方框传递函数的乘积。 1. 串联结构的等效变换 二、结构图的简化 * 2. 并联结构的等效变换 并联结构图 C1(s) G1(s) G2(s) R(s) ? ? C(s) C2(s) * 等效变换证明推导(1) G1(s) G2(s) R(s) ? ? C(s) C1(s) C2(s) * 2. 并联结构的等效变换 等效变换证明推导 C1(s) G1(s) G2(s) R(s) ? ? C(s) C2(s) * 并联结构的等效变换图 G1(s) G2(s) R(s) ? ? C(s) C1(s) C2(s) G1(s) ? G2(s) R(s) C(s) 两个并联的方框可以合并为一个方框，合并后方框的传递函数等于两个方框传递函数的代数和。 * 3.反馈结构的等效变换 反馈结构图 G(s) R(s) ? C(s) H(s) B(s) E(s) C(s) = ? * 3. 反馈结构的等效变换 等效变换证明推导 G(s) R(s) ? C(s) H(s) B(s) E(s) * 3.反馈结构的等效变换 反馈结构的等效变换图 G(s) R(s) ? C(s) H(s) B(s) E(s) R(s) C(s) * 4. 综合点的移动 综合点后移 G(s) ? R(s) C(s) Q(s) Q(s) ？ ? G(s) R(s) C(s) * G(s) ? R(s) C(s) Q(s) Q(s) G(s) ? R(s) C(s) ？ 移动后 综合点后移证明推导（移动前后） 移动前 * G(s) ? R(s) C(s) Q(s) G(s) ? R(s) C(s) Q(s) G(s) 综合点后移等效关系图 * G(s) R(s) C(s) ? Q(s) Q(s) ？ G(s) ? R(s) C(s) 综合点前移 * 移动前 G(s) R(s) C(s