自动控制理论天津大学

《自动控制理论天津大学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1系统结构图的组成和绘制2－3控制系统的结构图与信号流图信号线(带箭头的直线段)：表示信号传递通路与方向。方框(环节)：表示对信号进行的数学变换。方框中写入元件或系统的传递函数。比较点(综合点)：对两个以上的信号进行加减运算。“+”表示相加，“-”表示相减。引出点(测量点)：表示信号引出或测量的位置。同一位置引出的信号数值和性质完全相同。1.比较点前移G(s)(-)B(s)C(s)R(s)G(s)B(s)C(s)R(s)(-)C(s)R(s)G(s)(-)B(s)C(s)G(s)G(s)R(s)B(s)(-)R(s)V1(s)V2(s)E1(s)C(s)(-)V2(s)V1(s)(

2、-)C(s)R(s)V1(s)V2(s)C(s)R(s)(-)或比较点的移动3.交换或合并比较点2.比较点后移C(s)=G(s)R(s)-B(s)C(s)=G(s)[R(s)-B(s)]=G(s)R(s)-G(s)B(s)C(s)=E1(s)+V2(s)=R(s)-V1(s)+V2(s)=R(s)+V2(s)-V1(s)例2.10结构图化简(1)结构图化简方案ⅠH1H2G1G2G3G4(-)(-)RYRH2+G3H1G1G2G3H2G4(-)Y(a)G4G3H2YR(b)G4YR(c)(3)结构图化简方案Ⅲ(2)结构图化简方案ⅡH1+H2/G3H2/G3G2G3G1G4(-)RY(

3、a)H2/G3G4RY(b)G1G2G3H1/G1G4RY(-)(a)G4G1G2G3YR(-)(b)1.等效为单位反馈系统其它等价法则R(s)(-)C(s)G(s)H(s)G(s)H(s)(-)C(s)R(s)G(s)H(s)R(s)C(s)-1E(s)C(s)R(s)G(s)-H(s)E(s)2.负号可在支路上移动E(s)=R(s)-H(s)C(s)=R(s)+(-1)H(s)Cs)=R(s)+[-H(s)]C(s)例2.11双RC网络的结构图简化。Ui(s)R1(-)(-)(-)Uo(s)(b)Ui(s)(-)(-)Uo(s)R1(c)R1C2sUi(s)Uo(s)(-)(e

4、)(d)Ui(s)R1C2s(-)Uo(s)(-)Ui(s)(-)(-)(-)I1(s)IC(s)U(s)I2(s)Uo(s)(a)结构图等效变换方法三种典型结构可直接用公式相邻比较点(综合点)可互换位置相邻引出点(测量点)可互换位置1不是典型结构不可直接用公式2引出点综合点相邻，不可互换位置注意：G2H1G1G3综合点移动向同类移动G1G2G3H1G1例2-12信号流图的基本性质：1)节点标志系统的变量，节点标志的变量是所有流向该节点信号的代数和，用“o”表示；2)信号在支路上沿箭头单向传递；3)支路相当于乘法器，信号流经支路时，被乘以支路增益而变成另一信号；4)对一个给定系统，

5、信号流图不是唯一的。信号流图是由节点和支路组成的一种信号传递网络。3信号流图的组成1+R1C1sx2x5x4x6-1x3x7I(s)R21/R1x1源节点（输入节点）：在源节点上，只有信号输出支路而没有信号输入的支路，它一般代表系统的输入变量。阱节点（输出节点）：在阱节点上，只有信号输入的支路而没有信号输出的支路，它一般代表系统的输出变量。混合节点：在混合节点上，既有信号输出的支路而又有信号输入的支路。信号流图中常用的名词术语：前向通路：信号从输入节点到输出节点传递时，每个节点只通过一次的通路，叫前向通路。前向通路上各支路增益之乘积称前向通路总增益，一般用Pk表示。回路：起点和终点

6、在同一节点，而且信号通过每一节点不多于一次的闭合通路称回路。回路上各支路增益之乘积称回路增益，一般用La表示。不接触回路：回路之间没有公共节点时，称它们为不接触回路。4信号流图的绘制(1).由系统微分方程绘制信号流图1）将微分方程通过拉氏变换，得到s的代数方程；2）每个变量指定一个节点；3）将方程按照变量的因果关系排列；4）连接各节点，并标明支路增益。上式取拉氏变换C1uiR1R2uoi1i例2.13书中例2-17信号传递流程：Ui(s)Ui(s)-Uo(s)Uo(s)Uo(s)u1(0)-1I1(s)I(s)R21+R1C1s1/R1-C1电容C1的初始电压为u1(0)1)用小

7、圆圈标出传递的信号，得到节点。2)用线段表示结构图中的方框，用传递函数代表支路增益。注意信号流图的节点只表示变量的相加。G(s)C(s)R(s)G1(s)G2(s)H(s)R(s)E(s)D(s)V(s)C(s)(-)(a)结构图(节点)C(s)R(s)G(s)(节点)(支路)C(s)1R(s)E(s)G1(s)G2(s)-H(s)Y(s)D(s)V(s)11(b)信号流图(2).由系统结构图绘制信号流图例2.14绘制结构图对应的信号流图(1)。Ui(s)Uo(s)I