1、1第二章 控制系统的数学模型自动控制原理比例环节( proportional model)比例环节又称放大环节,其输出量以一定比例复现输入信号,即 其传递函数为 2-4 典型环节的传递函数2第二章 控制系统的数学模型自动控制原理一阶惯性环节( first-order system)惯性环节中因含有储能元件,故对突变的输入信号不能立即复现。其运动方程如下: 其对应的传递函数为 3第二章 控制系统的数学模型自动控制原理一阶微分环节一阶微分环节的特点是其输出与输入的关系与惯性环节恰恰相反。把惯性环节的输入作为输出,而相应的输出作为输入就成了一阶微分环节。其相应的传递函数为 4第二章 控制系统的数学模
2、型自动控制原理积分环节( integrate model) 积分环节的特点是其输出等于输入对时间 的积分,或者说输出对时间的导数等于输入,所以积分环节的微分方程为: 其相 应 的 传递 函数 为5第二章 控制系统的数学模型自动控制原理微分环节( derivative model)如果把 积 分 环节输 出与 输 入倒置,那么积 分关系就称 为 微分方程,所以微分 环节 的微分方程 为 :其相 应 的 传递 函数 为6第二章 控制系统的数学模型自动控制原理二阶振荡环节 ( second system, oscillating model)振荡环节的特点是当其输入为单位阶跃信号,则其输出为衰减振荡
3、过程,因而称为振荡环节。其微分方程为其相应的传递函数为 7第二章 控制系统的数学模型自动控制原理式中, 称为 无阻尼自然频率 或 固有频率 ( undamped natural frequency):环节的时间常数;:称 阻尼比 ( damping ratio),通常 。8第二章 控制系统的数学模型自动控制原理二阶微分环节如果把振荡环节的输出与输入倒置,那么振荡环节就成为二阶微分环节,所以其微分方程为:其对应的传递函数为 9第二章 控制系统的数学模型自动控制原理传输滞后环节( transport lag) 传输滞后环节的特点是当输入信号加上 后,其输出要延迟一定的时间后才能复现输入信号,其微分方程为其对应的传递函数为 10第二章 控制系统的数学模型自动控制原理系统数学模型的图解形式2-5 动态结构图1 动态结构图的概念描述系统各组成元部件之间信号传递关系及各部件输入变量、输出变量间运算关系的数学图形