控制工程基础第2章方框图和梅逊公式(第5讲).ppt

六、方框图和信号流程图;方框图的结构要素;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。; 传递函数的图解表示。; 信号之间代数加减运算的图解。 ; 求和点可以有多个输入，但输出是唯一的。; 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。; 系统方框图的建立;示例1;从而可得系统各方框单元及其方框图。;无源RC电路网络系统方框图;示例2;;;机械系统方框图;方框图的简化; 并联; 反馈; 方框图变换法则; 引出点的移动;由方框图求系统传递函数:;2、消去H2(s)G3(s)反馈回路;3、消去H1(s) 反馈回路; 4、消去H3(s) 反馈回路; 信号流程图和梅逊公式; 连接两个节点的定向线段，用支路增益（传递函数）表示方程式中两个变量的因果关系。支路相当于乘法器。信号在支路上沿箭头单向传递。; 只有输出的节点，代表系统的输入变量。 ; 既有输入又有输出的节点。若从混合节点引出一条具有单位增益的支路，可将混合节点变为输出节点。; 沿支路箭头方向穿过各相连支路的路径。 ; 起点与终点重合且通过任何节点不多于一次的闭 合通路。回路中所有支路增益之乘积称为回路增益，用La表示。; 信号流图的绘制;例1：根据微分方程绘制信号流图;取Ui(s)、I1(s)、UA(s)、;;;例2：根据方框图绘制信号流图; 梅逊公式;例：用梅逊公式求系统传递函数;三个不同回路的传递函数分别为：;流图特征式为：;例：; 考虑扰动的闭环控制系统; 将闭环控制系统主反馈通道的输出断开，即H(s)的输出通道断开，此时，前向通道传递函数与反馈通道传递函数的乘积G1(s)G2(s)H(s)称为该闭环控制系统的开环传递函数。记为GK(s)。 闭环系统的开环传递函数也可定义为反馈信号B(s)和偏差信号ε(s)之间的传递函数，即：; xi(t)作用下系统的闭环传递函数; 令n(t)=0，此时系统输入Xi(s)与偏差ε(s)之间的传递函数称为输入作用下的偏差传递函数。用Φε i ( s) 表示。; n(t)作用下系统的闭环传递函数; 令xi(t)=0，此时系统在扰动作用下的偏差传递函 数（称扰动偏差传递函数）。; 结论; 根??线性系统的叠加原理，系统在输入xi(t)及 扰动n(t)共同作用下的总输出为：