西工大、西交大自动控制原理 第三节 控制系统的结构图7-8.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 作业： 2-13； 2-15； 2-17； 2-18； 2.3控制系统的结构图 绘 制 控 制 系 统 结 构 图 二 [例1] 试绘制RC网络的结构图。 2.3控制系统的结构图 绘 制 控 制 系 统 结 构 图 二 2.3控制系统的结构图 绘 制 控 制 系 统 结 构 图 二 例：试绘制双RC网络的结构图。 2.3控制系统的结构图 绘 制 控 制 系 统 结 构 图 二 2.3控制系统的结构图 2.3控制系统的结构图 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2.3控制系统的结构图 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 比较点的移动 3. (2)比较点后移 原则：比较点后移时，被移动的支路上应该加上比较点所跨越的环节的传递函数。 2.3控制系统的结构图 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 [注意]： 2 相邻引出点可互换位置、可合并，可分离； 1 三种典型连接可直接用公式； 2.3控制系统的结构图 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 3 相邻比较点可互换位置、可合并； [注意]： 2.3控制系统的结构图 4 引出点比较点相邻，不可简单互换位置 [注意]： 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 5 “-”号可在信号线上越过方框移动，但不能越过引出点和比较点 2.3控制系统的结构图 [例]：引出点的移动 G1 G2 G3 G4 H3 H2 H1 a b G4 1 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 2.3控制系统的结构图 [例]：比较点移动 G1 G2 G3 H1 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 2.3控制系统的结构图 [例]：作用分解 G1 G4 H3 G2 G3 H1 结 构 图 的 等 效 变 换 和 简 化 三 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 经过结构图等效变换后，系统的结构图典型形式： 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 前向通道传递函数 1. 输出量C(s)与其偏差量E(s) 之比——前向通道的传递函数： 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 开环传递函数 2. 断开(主)反馈，系统的(主)反馈量B(s) 与其偏差量E(s)之比——开环传递函数 显然，系统的开环传递函数等于前向通道传递函数与反馈通道传递函数的乘积。对于单位反馈系统，H(s)=1，系统的开环传递函数就等于前向通道传递函数 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 闭环传递函数 3. 闭环传递函数是指系统的外作用与输出量C(s)之间的传递函数。系统的外作用有两种：参考输入量R(s)和干扰量F(s)。所以，系统的闭环传递函数也有两种。 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 闭环传递函数 3. 令干扰量F(s)=0，系统的输出量C(s)与系统的参考输入量R(s) 之比——闭环传递函数： (1)输出量对参考输入量的闭环传递函数 输出量对参考输入量的闭环传递函数为： 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 闭环传递函数 3. 令参考输入量R(s) =0，系统的输出量C(s)与系统的干扰量F(s)之比——闭环传递函数 (2)输出量对干扰量的闭环传递函数 输出量对干扰量闭环传递函数为： 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 闭环传递函数 3. 由线性系统的叠加原理，得到参考输入量R(s)和干扰量F(s)同时作用时，闭环系统的输出量C(s)为 (3)参考输入量和干扰量同时作用时， 闭环系统的输出量 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 偏差传递函数 4. 系统的偏差传递函数是指系统的外作用与偏差E(s)之间的传递函数。系统的偏差传递函数也有两种。 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 偏差传递函数 4. 令干扰量F(s)=0，系统的偏差量E(s)与系统的参考输入量R(s) 之比——偏差传递函数 (1)对参考输入量的误差(偏差)传递函数 对参考输入量的偏差传递函数为： 2.3控制系统的结构图 控 制 系 统 的 传 递 函 数 四 偏差传递函数 4. 对单位反馈系统H(s)=1； (1)对参考输入量的偏差传递函数 系统的偏