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1、自动控制理论传递函数及方块图1第1页，共34页，编辑于2022年，星期二二、绘制系统框图步骤步骤.根据控制系统的信号走向关系，将各框图依次用信号线连接，系统输入量列左端，系统输出量列右端。.用框图表示每一个部件每一个部件.列写系统每一个部件的运动方程从输入量开始写从输入量开始写，以系统输入量作为第一个方程右边的量第一个方程右边的量；每个方程左边只有一个量，从第二个方程开始，每个方程左边的量是前面方程右边的中间变量；直到系统输出量在方程的左边出现为止；2第2页，共34页，编辑于2022年，星期二例2-5RurucCi(t)3第3页，共34页，编辑于2022年，星期二例2-6 ucurC1C2R1
2、R2i1i24第4页，共34页，编辑于2022年，星期二将上图汇总得到：5第5页，共34页，编辑于2022年，星期二6第6页，共34页，编辑于2022年，星期二 Note:只有当一个方块的输出量不受其后的方块影响时，才能够将他们串联连接。如果在这些环节之间存在着负载效应，就必须将这些环节合并为一个单一的方块。7第7页，共34页，编辑于2022年，星期二二、方块图运算法则：二、方块图运算法则：1、串联运算法则串联运算法则 因为 结论：多个环节串联后总的传递函数等于每个环结论：多个环节串联后总的传递函数等于每个环节传递函数的乘积。节传递函数的乘积。G(s)=G1(s)G2(s)Gn(s)8第8页，
3、共34页，编辑于2022年，星期二 2、并联运算法则并联运算法则 因为所以 结论：多个环节并联后的传递函数等于所有并联结论：多个环节并联后的传递函数等于所有并联环节传递函数之和。环节传递函数之和。G(s)=G1(s)+G2(s)+Gn(s)9第9页，共34页，编辑于2022年，星期二3、反馈运算法则反馈运算法则 前向通道和反馈通道传递函数分别为G(s)、H(s)结论：具有负反馈结构环节传递函数等于前向通的传递函数除以1加（若正反馈为减）前向通道与反馈通道传递函数的乘积。10第10页，共34页，编辑于2022年，星期二 4.信号相加点和引出点的移动信号相加点和引出点的移动1、相加、相加点前移点前
4、移2、相加点后移相加点后移3、引出点前移引出点前移4、引出点后移引出点后移P34 表2-211第11页，共34页，编辑于2022年，星期二12第12页，共34页，编辑于2022年，星期二13第13页，共34页，编辑于2022年，星期二结构图等效变换例子结构图等效变换例子|例例2-11例2-11利用结构图等效变换讨论两级RC串联电路的传递函数。-14第14页，共34页，编辑于2022年，星期二结构图等效变换例子结构图等效变换例子|例例2-11总的结构图如下：-15第15页，共34页，编辑于2022年，星期二-16第16页，共34页，编辑于2022年，星期二结构图等效变换例子结构图等效变换例子|例
5、例2-11-17第17页，共34页，编辑于2022年，星期二结构图等效变换例子结构图等效变换例子|例例2-11-解法二：18第18页，共34页，编辑于2022年，星期二结构图等效变换例子结构图等效变换例子|例例2-11-19第19页，共34页，编辑于2022年，星期二例将图(a)中的相加点前移将图(b)中最里层的反馈环节化简a）b）22第22页，共34页，编辑于2022年，星期二将图（C）中内环的反馈环节消去简化 c）d）e）23第23页，共34页，编辑于2022年，星期二例 解：解：利用方块图变换法则 (a)比较点A前移，分支点D后移24第24页，共34页，编辑于2022年，星期二(b)消除
6、局部反馈回路 25第25页，共34页，编辑于2022年，星期二（C）消除主反馈回路 可以看出：方块图的化简方法不是唯一的，人们应充分地利用各种变换技巧，选择最简捷的路径，以达到省力省时的目。26第26页，共34页，编辑于2022年，星期二三、系统的传递函数系统的传递函数1、开环传递函数、开环传递函数定义：反馈信号定义：反馈信号B(s)与偏差信号与偏差信号E(s)之比之比 结论：开环传递函数等于前向通路传递函数结论：开环传递函数等于前向通路传递函数G(s)和反馈通路和反馈通路传递函数传递函数H(s)的乘积。的乘积。27第27页，共34页，编辑于2022年，星期二 2、闭环传递函数、闭环传递函数
7、定义：系统的主反馈回路接通以后，输出量与输入量之间的传递函数，通常用(s)3、扰动传递函数、扰动传递函数把系统输入量以外的作用信号均称之为扰动信号。28第28页，共34页，编辑于2022年，星期二设输入量设输入量R R（s s）=0=0 当 时，此时扰动的影响可被抑制。设扰动信号设扰动信号N N（s s）=0=0 当 时，表明此时系统的闭环传递函数只与H（S）有关，与被包围的 环节无关。29第29页，共34页，编辑于2022年，星期二R（s）、N（s）同时作用时：30第30页，共34页，编辑于2022年，星期二4、误差传递函数、误差传递函数 a)在控制量作用下系统的误差传递函数：假设N(s)0，则 称为误差传递函数 31第31页，共34页，编辑于2022年，星期二b)扰动量作用下系统的误差传递函数：c)在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时，系统总的误差：32第32页，共34页，编辑于2022年，星期二l1、开环传递函数、开环传递函数l2、闭环传递函数、闭环传递函数l3、扰动传递函数、扰动传递函数l4、R（s）N（s）同时作用33第33页，共34页，编辑于2022年，星期二l5、误差传递函数、误差传递函数 在控制量作用下系统的误差传递函数 扰动量作用下系统的误差传递函数 在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时，系统总的误差34第34页，共34页，编辑于2022年，星期二