自动化控制原理02第二章+控制系统的数学模型.ppt

特点：前一环节的输出量就是后一环节的输入量。 结论：串联环节的等效传递函数等于所有传递函数的乘积。 n为相串联的环节数 R ( s ) C ( s ) （ a ） ) ( 1 s U ) ( 1 s G ) ( 2 s G ? （1）串联连接 结论：并联环节的等效传递函数等于并联环节传递函数的代数和。 ? n为相并联的环节数，当然还有“-”的情况。 特点：输入信号是相同的， 输出C(s)为各环节的输出之和. （ a ） R ( s ) C ( s ) ) ( 2 s G ) ( 1 s G ) ( 2 s C ) ( 1 s C ? （2）并联连接 （3）反馈连接（闭环控制系统） ? 推导(负反馈)： 右边移过来整理得 即 ： 重点内容 * 假如没有A点的引出线 它很讨厌！！！ ? ? ? ? （4）比较点的移动（前移、后移） “前移”、“后移”的定义：按信号流向定义，也即信号从“前面”流向“后面”，而不是位置上的前后。 ? ? ? ? （5）引出点（分支点）的移动（前移、后移） “前移”、“后移”的定义：按信号流向定义，也即信号从“前面”流向“后面”，而不是位置上的前后。 （7）引出点之间互移 （6）比较点之间互移 （8）比较点和引出点之间不能互移 X(s) Y(s) Z(s) C(s) X(s) Y(s) Z(s) C(s) X(s) Y(s) Z(s) C(s) X(s) Y(s) Z(s) C(s) a b a b X(s) Z(S)=C(s) Y(s) C(s) X(s) Y(s) C(s) X 补充结论：控制系统方块图简化的原则 1. 利用串联、并联和反馈的结论进行简化 2. 变成大闭环路套小闭环路 3. 解除交叉点（同类互移） 比较点移向比较点：比较点之间可以互移 引出点移向引出点：引出点之间可以互移 注：比较点和引出点之间不能互移 引出点移动 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 a b G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 G4 1 G2 H1 G1 G3 比较点移动 G1 G2 G3 H1 错！ G2 向同类移动 G1 G1 G4 H3 G2 G3 H1 作用分解 H1 H3 G1 G4 G2 G3 H3 H1 右移 左移 用方块图的等效法则，求如图所示系统的传递函数C(s)/R(s) 解题思路：方法是把图中的点A先前移至B点，化简后，再后移至C点，然后从内环到外环逐步化简，其简化过程如下图。 例 教材例2-26 P72 反馈 串联和并联 第二章 作业 2-3 2-6 2-8 2-9 (b) 2-11 也可用梅森公式法求解，无需画信号流图。 2-12 也可用梅森公式法求解，无需画信号流图。 * 方块图和信号流图 方块图和信号流图 4 典型环节及其传递函数 1、比例环节（又叫放大环节） 特 点：输出量按一定比例复现输入量，无滞后、失真现 象。 运动方程: c(t)=Kr(t) K——放大系数，通常都是有量纲的。 传递函数： 2-3 复数域数学模型—如何得到系统的传递函数？ Simulink中常用的模块有哪些？ 例1： 输入：?(t)——角度 输出：u(t)——电压 运动方程： u(t)=K?(t) 传递函数： K——比例系数，量纲为伏/弧度。 例 2：输入：n1(t)——转速 Z1——主动轮的齿数 输出：n2(t)——转速 Z2——从动轮的齿数 运动方程： 传递函数： 其它一些比例环节 2、微分环节 特 点：动态过程中，输出量正比于输入量的变化速度。 运动方程： 传递函数： 例1 RC电路  设：输入——ur(t) 输出——uc(t) 消去i(t)，得到： 运动方程： 传递函数： （Tc=RC） 当Tc1时，又可表示成： 3、积分环节 特 点：输出量的变化速度和输入量成正比。 运动方程： 传递函数： 例1：积分电路 输入为r(t)，输出为c(t)