第2章节控制系统数学模型幻灯片.pptVIP

* * （1）恒值控制系统 参考输入是个常值，要求被控量也等于常值。 外部扰动的存在，被控量偏离参考量而出现偏差，控制系统根据偏差产生控制作用，以克服扰动的影响，使被控量恢复到给定的常值。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2.3.4 典型环节的传递函数 比例环节 : G(s)=K 积分环节 : G(s)=1/s 微分环节 G(s)=s 惯性环节: 一阶微分环节: 振荡环节 : 2.3.2 2.3.3 2.3.1 一些常见元件的传递函数？ P33~P40 2.4 控制系统数学模型的图形表示 ——系统的结构图 结构图的组成与绘制 结构图的等效变换与化简 由结构图求传递函数 2.4 控制系统数学模型的图形表示 ——系统的结构图 结构图的组成与绘制 结构图的等效变换与化简 由结构图求传递函数 2.4 系统的结构图 2.4.1 结构图的组成和绘制 R(s) C(s) E(s) G(s) H(s) (-) 例2.7 绘出RC电路的结构图。 Ur(s) Uc(s) I1(s) 1/R1 1/sC1 (-) 信号线：表示信号传递通路与方向。 方框：表示对信号进行的数学变换。方框中写入元件或系统的传递函数。 比较点：（求和点，相加点，综合点）对两个以上的信号进行加减运算。“+”表示相加，“-”表示相减。 引出点：表示信号引出或测量的位置。同一位置引出的信号数值和性质完全相同。 结构图由许多对信号进行单向运算的方框和一些信号流向线组成，它包括： 2.5 2.1 2.2.1 2.3 R1 C1 i1 (t) ur(t) uc(t) 2.4.2 例 1、列些每个元件的拉氏变换的方程；2、用结构图的基本组成表示每个方程；3、按信号传递顺序连接 例2.8 绘出图示双RC网络的结构图。 ui uo u C2 C1 ic i1 R1 R2 i2 2.19 U(s) I2(s) Uo(s) (d) (-) IC(s) U(s) (c) IC(s) I1(s) I2(s) (-) (b) Ui(s) I1(s) U(s) (-) (a) I2(s) Uo(s) (e) Ui(s) Uo(s) I2(s) U(s) IC(s) I1(s) (-) (-) (-) (f) 返回 动画演示 解：绘出网络对应的复频域图，可得： 结构图的等效变换与化简 主要的等效变换方法： 1、环节方框的合并 2、相加点、求和点的移动 等效变换的原则： 变换前后输入量输出量的数学关系不变； 变换前后前向通道中的传递函数乘积不变，回路中传递函数的乘积不变 2.4.2 结构图的等效变换和简化 ——方框的合并 串联方框的简化(等效)： R(s) C(s) E(s) G(s) H(s) ? C(s) G2(s) G1(s) V(s) R(s) (a) (a) 变换前 R(s) C1(s) C3(s) C2(s) (-) G1(s) G2(s) G3(s) C(s) C(s) G2(s)G1(s) R(s) (b) G1(s)+G2(s)-G3(s) (b) 变换后 R(s) C(s) 反馈连接方框的简化（等效）： 并联方框的简化（等效）： C(s)=G(s)E(s)，E(s)=R(s) ? H(s) C(s) C(s)=G(s)[R(s) ? H(s)C(s)] 例 2.4.1 例2.9 G4(s) (-) G2(s) G6(s) (-) C(s) R(s) G3(s) G5(s) G1(s) 2.4.2 结构图等效变换和简化 ——比较点、引出点的移动原则：信号输入输出关系不变，前向通道传递函数不变。 G(s) R(s) C(s) C(s) G(s) G(s) C(s) C(s) R(s) G(s) R(s) C(s) R(s) G(s) C(s) R(s) R(s) 引出点移动： 1. 引出点前移 C(s)=G(s)R(s) 2. 引出点后移 规律：随之移动的通道的传递函数发生变化 3. 相邻引出点可互换 相加点的移动 1. 相加点前移 G(s) (-) B(s) C(s) R(s) G(s) B(s) C(s) R(s) (-) C(s) R(s) G(s) (-) B(s) C(s) G(s) G