系统传递函数方框图及其简化.ppt

1,三 系统传递函数方框图及其简化,传递函数方框图,方框图： 将一个系统中按 一定关系组成的若干环节以方框表示，其间用相应的变量及信号流向联系起来，就构成了系统方框图。,方框图的结构要素,系统传递函数框图,函数方框,2,相加点,分支点,同一信号向不同方向传递,系统方框图的建立步骤 建立系统各元部件的微分方程,明确信号的因果关系（输入/输出）。 对上述微分方程进行拉氏变换，绘制各部件的方框图。 按照信号在系统中的传递、变换过程，依次将各部件的方框图连接起来，得到系统的方框图。,3,示例,无源RC网络,拉氏变换得：,,4,从而可得系统各方框单元及其方框图。,5,传递函数的等效 变化,1.串联传递函数等于各相串传函之积。,2．并联传函等于各相并传函之和,,6,反馈传递函数的框图,开环传函GK(s)等于前向通道与反馈回路传函的积。 注意：开环传函无量纲.,,前向通道传递函数,反馈回路传递函数,开环传递函数,7,(4)闭环传函GB(s)∶,一个重要公式∶闭环系统的传递函数,8,讨论： 单位反馈：H(s)=1,负反馈：反馈信号减弱输入信号，使误差信号小；正反馈：反馈信号加强输入信号，使误差信号大。当H(s)>0，反馈处置负号为负反馈,闭环传函GB(s)的量纲由Xo(s)与Xi(s)的量纲决定,也由前向通道传函G(s)的量纲决定。,9,,4.分支点移过环节,5.相加点移过环节,前移：从G(s)的输出端移到输入端； 后移：从G(s)的输入端移到输出端。,注意：分支点和相加点之间不能相互移动。,10,例：求下图所示系统的传递函数。,解：1、A点前移；,11,2、消去H2(s)G3(s)反馈回路,3、消去H1(s) 反馈回路,12,4、消去H3(s) 反馈回路,例：系统传递函数方框图简化,13,14,例：系统传递函数方框图简化,15,16,第k条前向通路特征式的余因子，即对于流图的特征式.，将与第k 条前向通路相接触的回路传递函数代以零值，余下的.即为 。,17,控制系统的传递函数,考虑扰动的闭环控制系统,Xi(s)到Xo(s)的信号传递通路称为前向通道； Xo(s)到B(s)的信号传递通路称为反馈通道；,18,反馈系统的传递函数,反馈控制系统的典型框图,处理方法：Xi(s)和N(s)各自独立地产生输出。,令N(s)=0,由Xi(s)引起的输出Xo1(s)：,令Xi(s)=0,由N(s)引起的输出Xo2(s)∶,19,8、相似原理,相似系统：能用相同形式的数学模型表示的系统，称为相似系统。,相似量：在相似系统的数学模型中，占据相同位置的物理量。,输入为f(t)，输出为x(t),输入为u(t)，输出为电容器的电量q,20,相似量：,