自动控制原理2-2课件.ppt

例2.3-3 等效原则：前向通道和反馈通道传递函数都不变。 比较点的移动 (1) 结构图化简方案Ⅰ (3) 结构图化简方案Ⅲ 其它等价法则 1. 等效为单位反馈系统 2. 负号可在支路上移动 小结： 控制系统方框图定义、构成和绘制方法； 控制系统方框图的等效变换； 串联 并联 反馈 引出点 比较点 其它等效变换 重点：方框图绘制及等效变换 难点：等效变换 3。典型系统的传递函数 系统的开环传递函数 定义：开环传递函数等于前向通道的传递函数与反馈通道的 传递函数的乘积。 被控信号c(t)对控制信号r(t)的闭环传递函数： 若 f(t)=0，则系统的被控制信号的拉氏变换C(s)与控制信号的拉氏变换R(s)之比，称之为被控制信号c(t)对于控制信号r(t)的闭环传递函数，记作Фr(s)（或 Ф(s) ）。 整理得： 对于单位反馈系统有： 被控制信号对于干扰信号的闭环传递函数 若 r(t)=0，则系统的被控制信号的拉氏变换C(s)与干扰信号的拉式变换F(s)之比，称为被控信号c(t)对于干扰信号f(t)的传递函数，记作Фf(s)，其一般结构图为： 若r(t)， f(t)均不为零， 即控制信号和干扰信号同时作用于系统时，由叠加原理得到控制信号r(t)和干扰信号f(t)同时作用下的总的传递函数，即 偏差信号?(t)对于控制信号r(t)的闭环传递函数 若f(t)=0，则偏差信号的拉氏变换?(s)与控制信号的拉氏变换R(s)之比，称为偏差信号对控制信号的闭环传递函数，记为，即 结论：在负反馈系统中，偏差信号对于控制信号的闭环传递函数 为1加开环传递函数的倒数。 整理得： 根据结构图可得： 偏差信号?(t)对于干扰信号f(t)的闭环传递函数 若R(s)=0，则偏差信号的拉氏变换?(s)与干扰信号的拉氏变换F(s)之比，称之为偏差信号?(t)对于干扰信号f(t)的闭环传递函数 ，记为 ： 整理得： 结论：在负反馈系统中，偏差信号对于干扰信号的闭环 传递函数，其分子等于从干扰信号到偏差信号之 间的传递函数，其分母等于1加开环传递函数。 若r(t)， f(t)均不为零，系统的总偏差为： 结论：对于负反馈闭环系统有如下规律，闭环传递函数： 其分子等于对应闭环传递函数的输入信号到输出信号的乘积，并赋以符号，其分母等于1加上开环传递函数。 4、化简举例 例2.3-5 将系统方块图简化。 分支点A后移（放大-缩小），比较点B前移（放大-缩小） 比较点1和2交换，同时合并上面非单位负反馈中的串联支路。 合并两个单位负反馈 合并非单位负反馈： * * 本节计划内容：控制系统方框图及等效变换 chap2：控制系统数学模型 （1）传递函数的定义和性质 1）定义 2）性质 （2）传递函数的极点和零点对输出的影响 （3）典型环节及其传递函数 1）比例环节 2）惯性环节 3）微分环节 4）积分环节 5）振荡环节 6）纯时间延时环节 （4）传递函数计算举例 建立自动控制系统传递函数数学模型的方法(复习) 1、控制系统的方框图 （1）控制系统方框图/方块图/动态结构图/框图的 基本概念与组成; 1）函数方块 2）信号流线 3）相加点 4）分支点 （2）控制系统方框图的绘制方法; （3）控制系统方框图的绘制举例; 本节计划内容：控制系统方框图及等效变换 3 典型环节传递函数 4、传递 函数计算举例 2、控制系统方框图的等效变换规则 （1）串联环节的简化 （2）并联环节的简化 （3）反馈回路的简化 （4）相加点和分支点的移动 1）相加点前移 2）相加点之间的移动 3）分支点后移 4）相邻分支点之间的移动 3、方框图化简举例 3、典型环节及其传递函数 【惯性环节 教学主题展开 特点：输入与输出量成正比，无失真和无时间延迟。 实例：电子放大器、齿轮、电阻（电位器）、感应式变送器等。 特点：含一个储能元件，对突变的输入，其输出不能立即复现，而是按指数规律变化，因而称为惯性。输出无振荡。 实例：RC网络、直流伺服电动机的传递函数也包含这一环节, 如前面讲过的例题。 特点：输出量与输入量的积分成正比，当输入消失，输出 具有记忆功能。 实例：电动机角速度与角度之间的传递函数