系统传递函数方框图及其简化.ppt

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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1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。2示例RCui(t)uo(t)i(t)无源RC电路网络无源RC网络拉氏变换得：3从而可得系统各方框单元及其方框图。Ui(s)

2、Ui-UoI(s)Uo(s)(a)Uo(s)I(s)(b)Ui(s)U(s)I(s)Uo(s)无源RC电路网络系统方框图4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5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G(s)H(s)Xi(s)Xo(s)-B(s)E(s)6(4)闭环传函GB(s)∶一个重要公式∶闭环系统的传递函数7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

3、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。84.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。9例：求下图所示系统的传递函数。H1(s)Xo(s)G1(s)G3(s)H3(s)+Xi(s)G2(s)BH2(s)A解：1、A点前移；H1(s)G1(s)G3(s)H3(s)+Xi(s)G2(s)Xo(s)H2(s)G3(s)102、消去H2(s)G3(s)反馈回

4、路H1(s)Xo(s)G1(s)G3(s)H3(s)+Xi(s)H3(s)Xi(s)Xo(s)3、消去H1(s)反馈回路11Xi(s)Xo(s)4、消去H3(s)反馈回路例：系统传递函数方框图简化1213例：系统传递函数方框图简化1415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。16控制系统的传递函数考虑扰动的闭环控制系统G1(s)H(s)Xi(s)Xo(s)B(s)(s)G2(s)N(s)++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

5、为反馈通道；17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)∶188、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q19相似量：20