第二章自动控制原理.pptVIP

法则二环节并联，传递函数相加。系统动态结构图第30页，共53页，星期日，2025年，2月5日法则三反馈连接的等效传递函数。系统动态结构图第31页，共53页，星期日，2025年，2月5日（二）信号相加点及分支点的移动法则四相加点从环节输入端移到输出端法则五相加点从环节输出端移到输入端系统动态结构图第32页，共53页，星期日，2025年，2月5日法则六分支点从环节输入端移到输出端法则七分支点从环节输出端移到输入端系统动态结构图第33页，共53页，星期日，2025年，2月5日法则八两个分支点、相加点间可以相互换位。相加点和分支点之间一般不能换位。系统动态结构图第34页，共53页，星期日，2025年，2月5日三、开环传递函数1.开环传递函数：是闭环系统反馈信号的拉氏变换与偏差信号拉氏变换之比。2.开环传递函数的求法（1）单回路系统系统动态结构图第35页，共53页，星期日，2025年，2月5日（2）多回路系统a.无交错局部反馈结论：系统动态结构图第36页，共53页，星期日，2025年，2月5日b.有交错局部反馈结论：系统动态结构图第37页，共53页，星期日，2025年，2月5日四、闭环传递函数1.闭环传递函数：在初始条件为零的情况下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。系统动态结构图第38页，共53页，星期日，2025年，2月5日第二章自动控制原理*第1页，共53页，星期日，2025年，2月5日人们常将描述系统工作状态的各物理量随时间变化的规律用数学表达式或图形表示出来，这种描述系统各个物理量之间关系的数学表达式或图形称为系统的数学模型。建立数学模型有两种方法：机理分析法和实验辨识法。机理分析法是通过理论推导得出，这种方法是根据各环节所遵循的物理规律来编写；实验辨识法是由实验求取，即根据实验数据通过整理编写出来。本章着重讨论机理分析法。机理分析法通常会先把系统划分为若干个独立的部件（环节），分别求出每个部件（环节）的动态微分方程，然后再合并各部件（环节），得到整个系统的微分方程第一节列写系统微分方程第2页，共53页，星期日，2025年，2月5日一、列写环节/部件微分方程的目的、方法与步骤目的：通过该方程确定被控量与给定量及扰动量之间的函数关系。（1）根据实际情况，确定系统的输入、输出变量。（2）从输入端开始，按信号传递遵循的有关规节列出环节/部件微分方程。（3）消去中间变量，写出输入、输出变量的微分方程。（4）整理，输入量项=输出量项。列写系统微分方程第3页，共53页，星期日，2025年，2月5日举例编写RC电路环节微分方程（1）确定输入、输出量为ui、u0（2）根据电路原理列微分方程（3）消去中间变量，可得该电路微分方程列写系统微分方程第4页，共53页，星期日，2025年，2月5日举例具有质量弹簧阻尼器的部件（1）确定输入、输出量为F、y（2）根据力学、运动学原理列微分方程（3）消去中间变量，可得电路微分方程列写系统微分方程第5页，共53页，星期日，2025年，2月5日举例编写电枢控制的他励直流电动机部件的微分方程解：（1）确定输入、输出量为ud、n（2）根据电路原理列微分方程根据电动机力矩平衡原理列微分方程列写系统微分方程第6页，共53页，星期日，2025年，2月5日（3）消去中间变量，可得电路微分方程令则得列写系统微分方程第7页，共53页，星期日，2025年，2月5日以上两例中的物理部件（环节）不尽相同，但它们的数学模型却是相同的。我们把具有相同数学模型的不同物理系统称之为相似系统。在相似系统中，占据相应位置的物理量称为相似量。对于同一个物理系统，当输入量、输出量改变时，所求出的数学模型却是不同的。利用相似系统的概念，我们可以用一个易于实现的系统来研究与其相似的复杂系统，并根据相似系统的理论出现了仿真研究法。列写系统微分方程第8页，共53页，星期日，2025年，2月5日二、系统动态微分方程的编写（1）确定系统输入量、输出量；（2）从输入端开始将系统划分为若干个部件（环节），依有关定理列写各个部件（环节）的方程组；（3）消去中间变量；（4