机电控制理论(张永湘主编)第二章3传函方块图.ppt

jik 04 * Page: * 复习： 1.微分方程的拉氏算子解法; 2.系统的响应就是微分方程的解 总响应x(t) =零输入响应xZ(t)+零状态响应xs(t) =瞬态响应+稳态响应 3.传函的的定义（零初始条件） 4.由微分方程求传递函数的方法： 5.传函的零点、极点（系统微分方程的特征根）； 6.输出的时域表示： §2.3 传递函数方块图 一.传递函数方块图的绘制 1．概述 分支点， 相加点 例2.15 绘制例2.4电枢控制式直流电动机的 传递函数方块图 （1）电压平衡方程: （2）电磁转矩: （3）力矩平衡方程: （4）反电势: 合画∶ 直流电动机自身是一闭环系统，反电动势起 负反馈作用，它和粘性阻尼系数c一起构成 所谓“电摩擦”，可以帮助改善电动机的稳定性。 二．环节连接的传递函数 1.串联传递函数等于各相串传函之积。 负载效应问题 考虑负载效应 2．并联传函等于各相并传函之和 3．闭环传函的框图 含义： 开环传函GK(s)等于前向通道与反馈回路传函的积。 注意：开环传函无量纲. (4)闭环传函GB(s)∶ 一个重要公式∶闭环系统的传递函数 ) ( ) ( )] ( ) ( )[1 ( o s X s G s H s G s X i = + 讨论： （1）单位反馈：H(s)=1 (2)正反馈与负反馈∶ 负反馈：反馈信号减弱输入信号，使误差信号减小； 正反馈：反馈信号加强输入信号，使误差信号增大。 当H(s)0，反馈处置负号为负反馈 (3)闭环传函GB(s)的量纲由Xo(s)与Xi(s)的量纲决定, 也由前向通道传函G(s)的量纲决定。 三．闭环对干扰的抑制 处理方法： Xi(s) 和 N(s) 各自独立地产生输出。 令N(s)=0: Xi(s) →Xo1(s) 令Xi(s)=0:N(s) → Xo2(s) 负反馈能有效的抑制被反馈回路所包围的干扰。 例：恒压变量泵。当工作流量q‘变化时， 油泵的输出压力ps可保持常数。 输入：k2x（弹簧力）， 输出：泵的输出压力Ps， 反馈信号：控制油路压力Pc， 干扰：工作流量q的变化。 四．方块图变换及化简 1.分支点互换 2.相加点互换及拆并 3.分支点移过环节 4.相加点移过环节 前移： 从G(s)的输出端移到输入端； 后移： 从G(s)的输入端移到输出端。 5．并联及反馈的变换 （1）并联化成单位并联 (2)反馈化成单位反馈 规则∶(1)开环传函不变； (2)前向通道传函不变; (3)相邻的相加点和分支点不能直接互换。 分支点移动 6．一个例子：反馈与并联交错 注意：(1)总等效，非局部等效。 (2)并联两支路可交换：加法交换律； 反馈支路与前向通道支路不能交换。 例1 变环路交联为内 外环相套或串联 分支点后移A→C，H3支路中串入1/G3 略 Xi1(s)处的相加点取消， H1 变成(-H1)。原图改画成： A处相加点跨过G2前移到B点。 （注意是前移，不是后移，信号流动方向←） (1)G2、H3构成反馈环， H3为反馈支路; 反馈支路, 注意，“正”反馈 * *