(1.4)--2.1.2系统建模基础（二）机电一体化与过程控制.pptVIP

结构图：表示变量之间数学关系的方块图。是系统的一种复域的图解模型。C(s)E(s)G(s)R(s)C(s)E(s)G(s)H(s)(-)结构图概念和化简

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，表示方框的输出等于其输入与传递函数的乘积。信号线：带有箭头的直线，表示信号传递通路与方向。比较点：对两个以上的信号进行加减运算。“+”表示相加（可以省略不写），“-”表示相减。引出点：表示信号引出或测量的位置。引出的信号就是该信号线上的信号。

结构图方框之间基本连接方式主要有三种：串联并联反馈结构图等效变换和简化原则：变换前后环节的数学关系保持不变。结构图的等效变换和简化

1）串联方框的简化（等效）：C(s)G2(s)G1(s)U(s)R(s)(a)C(s)G2(s)G1(s)R(s)(b)

(a)变换前R(s)C1(s)C3(s)C2(s)(-)G1(s)G2(s)G3(s)C(s)G1(s)+G2(s)-G3(s)(b)变换后R(s)C(s)2）并联方框的简化（等效）：

R(s)C(s)E(s)G(s)H(s)?3）反馈连接方框的简化（等效）：C(s)R(s)C(s)=E(s)G(s)=(R(s)?C(s)H(s))G(s)C(s)=R(s)

例G4(s)(-)G2(s)G6(s)(-)C(s)R(s)G3(s)G5(s)G1(s)

当结构图比较复杂，即存在交叉结构时，需通过移动引出点和比较点，使系统中环节间的连接关系化为串联连接、并联连接和基本反馈连接，再根据前述基本运算法求整个系统的传递函数。4）引出点和比较点的移动：---移动原则：移动前后信号的等效性。

G(s)R(s)C(s)C(s)G(s)G(s)C(s)C(s)R(s)1.引出点前移：G(s)R(s)C(s)R(s)G(s)C(s)R(s)R(s)2.引出点后移：引出点移动：

比较点的移动1.比较点前移G(s)(-)B(s)C(s)R(s)G(s)B(s)C(s)R(s)(-)

2.比较点后移C(s)R(s)G(s)(-)B(s)C(s)G(s)G(s)R(s)B(s)(-)比较点的移动

3.比较点交换或合并R(s)V1(s)V2(s)E1(s)C(s)(-)V2(s)V1(s)(-)C(s)R(s)或V1(s)V2(s)C(s)R(s)(-)比较点的移动

X1(s)X1(s)X3(s)Y(s)Y(s)X1(s)X2(s)X3(s)X(s)X1(s)X2(s)Y(s)X1(s)X2(s)X(s)Y(s)相邻的信号比较点位置可以互换：见下例同一信号的引出点位置可以互换：见下例注意：

但比较点和引出点在一般情况下，不能互换。X(s)X3(s)X2(s)X(s)X3(s)X2(s)

因此，在比较点和引出点移动过程中，一般不宜交换比较点和引出点的位置。结构图化简过程中，一般采用比较点向比较点移动，引出点向引出点移动。

解：结构图等效变换如下：例：系统结构图如下，求传递函数-+比较点移动+-①

-+②

小结在这一小节中，学习了系统建模的基础知识：常用数学模型的种类；传递函数的概念；如何通过结构图的化简得到系统的传递函数。