自动控制原理(第2章).pptVIP

利用微分定理和积分定理，可将时域上的微分-积分方程变为频域上的代数方程。 * * * * * * * * * * * 电子10-12 * 电子10-12 * * * 电子10-12 * 四. 绘制控制系统结构图的步骤 1. 写出组成系统的各环节运动方程 2. 基于运动方程求取各环节的传递函数 3. 根据传递函数画出响应的函数方框 4. 按信号流向将函数方框一一联接起来，即得系统结构图 * 例2-5. 绘制下图所示RC电路结构图 * 例2-6. 绘制下图所示RC电路结构图 * 1）串联环节等效传递函数 同理：n个串联环节的等效传递函数为： 五. 控制系统结构图的简化 * 2) 同向并联环节等效传递函数 同理：n个环节同向并联等效传递函数为： + + * 3) 负反馈环节等效传递函数 * 例2-6. 下图所示RC电路结构图化简 * 4). 分支点等效移动规则 * 5). 相加点等效移动规则 * 六. 检验化简的正确性 1. 前向通道中各串联函数方框的传递函数的乘积须保持不变。 2. 各反馈回路所含函数方框的传递函数的乘积须保持不 变。 * 例2-7. 设某位置随动系统的结构图如下所示。试应用等效简化结构图方法求其闭环传递函数。 * 例2-8. 设有下图所示电路，试绘制其结构图，并通过简化求其传递函数U2(S)/U1(S) * * 2.5 控制系统的传递函数 控制系统结构图 * 1. 开环传递函数 在反馈控制系统中，定义前向通道的传递函数与反馈通道的传递函数之积为开环函数，通常记为G(S) 2. 闭环传递函数 定义输出信号的拉氏变换式与输入信号的拉氏变换式之比为系统的闭环传递函数。通常记为 * 3. 扰动信号的闭环传递函数 在反馈控制系统中，假如只有扰动信号f(t)，而r(t)=0 4. 研究反馈控制系统的控制信号对偏差的影响 * 例2-6. 下图所示RC电路结构图化简 * 2.6 信号流图 1. 信号流图的定义 它是表示控制系统各变量间相互关系、以及信号流通过程的另一种图示。 2. 信号流图的结构 它具有网络形式，其中的节点代表系统变量，两节点用表明信号流向的定向线段联接，其上标出两变量见的传递函数。 * 三. 信号流图的术语 输入节点 （源点） 回路 输入节点（源点） 输出节点 （阱点） 混合节点 a b c d l 四. 信号流图的优点： 求系统的传递函数时，不必进行预先的等效简化，而应用计算公式即可得到传递函数。这对复杂系统来说比结构图更为方便。 前向通道 * 五. 控制系统的信号流图 例2-9: 设已知某控制系统运动方程的拉氏变换式为： 其中， 分别为系统输入、输出信号的拉氏变换。 试画出该系统的信号流图 * 六. 信号流图的梅森增益公式 梅森增益公式 * 例2-10. 设某控制系统的结构图如下所示。试绘制其信号流图，并由信号流图应用梅森增益公式计算系统的闭环传递函数 C(S)/R(S)。 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 * * 2.7 脉冲响应 一. 脉冲响应的定义 脉冲响应是零初始条件下，线性定常系统对理想单位脉冲输入的响应过程。 二. 理想单位脉冲函数 * 三. 理想单位脉冲的性质 在t=t0处的理想单位脉冲函数可用 来表示 * 四. 控制系统的脉冲响应与系统闭环传递函数的关系 设控制系统运动方程为 D(p)c(t)=M(p)r(t) (1) r(t)——输入信号 c(t)——输出信号 取r(t)= ，则c(t)便是脉冲响应，对式（1）进行拉氏变换，并令初始条件为零，得： * 结论 控制系统的脉冲响应的拉氏变换式等于其闭环传递函数，而脉冲响应可通过传递函数的拉氏反变换取得。即：控制系统的脉冲响应可以作为描述控制系统运动特性的数学模型，是一种时域数学模型。 * * * * * * 自动控制原理C * * 第 二章 控制系统的数学模型 2. 控制系统的运动方程式 3. 传递函数 5. 控制系统的传递函