第二章线性系统的数学模型.pptVIP

例：二阶RC电气网络 第六十二页，共九十三页，2022年，8月28日 第六十三页，共九十三页，2022年，8月28日 第六十四页，共九十三页，2022年，8月28日 第六十五页，共九十三页，2022年，8月28日 第六十六页，共九十三页，2022年，8月28日 四、微分环节 特点：输入量输出量之间的关系满足下列方程 传递函数： 单位阶跃响应： 第三十页，共九十三页，2022年，8月28日 常见物理系统：RC电路 微分环节和惯性环节的串联组合 第三十一页，共九十三页，2022年，8月28日 实际上是一个比例环节和微分环节的并联组合 第三十二页，共九十三页，2022年，8月28日 五、振荡环节 特点：输入量输出量之间的关系满足下列方程 单位阶跃响应：令K=1 传递函数： —时间常数 —阻尼系数（阻尼比） 第三十三页，共九十三页，2022年，8月28日 令： 第三十四页，共九十三页，2022年，8月28日 振荡环节的单位响应是有阻尼的正弦曲线。振荡程度与阻尼比有关，阻尼比越小，则振荡越强；阻尼比为零时，出现等幅振荡；阻尼比越大，则震荡衰减越快。 第三十五页，共九十三页，2022年，8月28日 常见物理系统：弹簧阻尼系统 机械旋转系统 RLC电路 第三十六页，共九十三页，2022年，8月28日 六、纯滞后环节 特点：输入量输出量之间的关系满足下列方程 传递函数： 常见物理系统： 1、传输延迟 测量点与混合点之间信号延迟 2、轧钢板的厚度控制系统 单位阶跃响应：延迟单位脉冲函数 第三十七页，共九十三页，2022年，8月28日 相似系统 1、什么是相似系统？ 2、相似变量 3、了解相似变量和相似系统的意义 注意： 1、典型环节与元件并非一一对应的。 2、控制系统模型与典型环节对比，即可知其有什么样的典型环节组成，由于典型环节的特性是熟知的，可为系统分析提供方便。 3、典型环节只适用于线性定常系统。 第三十八页，共九十三页，2022年，8月28日 作 业 1、P45 2—5 非线性系统线性化 第三十九页，共九十三页，2022年，8月28日 第五节 建立数学模型的试验方法简介 第四十页，共九十三页，2022年，8月28日 第六节 框图及其化简方法 结构方框图 第四十一页，共九十三页，2022年，8月28日 一、方框图的组成要素 1信号线 带有箭头的直线，箭头表示信号的 传递方向，直线旁标记信号的时间函 数或象函数。 2信号引出点（线）/测量点 表示信号引出或测量的位置和传递方向。同一信号线上引出的信号， 其性质、大小完全一样。 第四十二页，共九十三页，2022年，8月28日 3函数方框(环节) 函数方块具有运算功能 4求和点（比较点、综合点） 1.用符号“?”及相应的信号箭头表示 2.箭头前方的“+”或“-”表示加上此信号或减去此信号 注意量纲和符号!! 第四十三页，共九十三页，2022年，8月28日 相邻求和点可以互换、合并、分解。 ? 代数运算的交换律、结合律和分配律。 求和点可以有多个输入，但输出是唯一的!! 第四十四页，共九十三页，2022年，8月28日 脱离了物理系统的模型!! 系统数学模型的图解形式!! 形象直观地描述系统 中各元件间的相互关 系及其功能以及信号 在系统中的传递、变 换过程。 依据信号的流向 ，将各 元件的方块连接起来组 成整 个系统的方块图。 二、方框图的画法 第四十五页，共九十三页，2022年，8月28日 任何系统都可以由信号线、函数方块、信号引出点及求和点组成的方框图来表示。 求和点 函数方框 引出线 函数方框 信号线 第四十六页，共九十三页，2022年，8月28日 三、方框图的运算规则 1、串联运算规则 几个环节串联，总的传递函数等于每个环节的传 递函数的乘积。 第四十七页，共九十三页，2022年，8月28日 例：隔离放大器串联的RC电路 第四十八页，共九十三页，2022年，8月28日 同向环节并联的传递函数等于所有并联的环节传递 函数之和。 并联运算规则 第四十九页，共九十三页，2022年，8月28日 反馈运算规则 第五十页，共九十三页，2022年，8月28日 第五十一页，共九十三页，2022年，8月28日 1、基于方框图的运算规则 四、方框图的等效变换 第五十二页，共九十三页，2022年，8月28日 2、基于比较点的简化 第五十三页，共九十三页，2022年，8月28日 3、基于引出点的简化 第五十四页，共九十三页，2022年，8月28日 4、方框图简化法—求系统的传递函数 （1）观察系统中是否存在相互交错的局部反馈回路； （2）确定系统中的输入输出量把输入量到输出量