方框图求传递函数的教学讨论.pdf

《方框图求传递函数的教学讨论.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第25卷第6期2012年11月机电产品研爱刍雹．j薪Development＆InnovationofMachinery&EleclricalPrⅨluetsVoI．25．NO．6NOV．．2012文章编号：1002-6673(2012)06—18I一02方框图求传递函数的教学讨论张琦(陕西理工学院机械工程学院．陕两汉中723000)摘要：论文简明扼要的总结了求传递函数的方框图法，归纳了用此方法的步骤，并通过实例分析论证其简单可行。．关键词：方框图；传递函数；教学讨论中图分类号：G642文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2012．06．072TheTran

2、sferFunctionoftheTeachingDiscussionbyBlockDiagramszH^NG俄(SchoolofMechanicalEngineeringShaanxiUniversityofTechnology，HanzhongShaanxi723000．China)Abstract：Thispapersunmlarizedthemethodoftransferfunctionbyblockdiagrams，inducedbythismethodsteps，themethodissimpleandfeasiblewithanalysisofexamples．Keyword

3、s：blockdiagram；transferfunction；teachingdiscussion0引言为了便于分析，人们常用数学模型描述系统的工作状态。传递函数是控制理论中重要的数学模型。而实际系统，一般可分解成若干个基本环节。计箅复杂系统的传递函数时，常采用系统动态结构图(义叫方框图)这一图形化的处理方式来进行分析和运算。利用方框图求系统的传递函数。常把结构复杂的系统通过方框图变换，转化为结构简单的系统。本文是父于用方框图求传递函数的一些教学探讨。1方块图简化的方法和原则假设系统方块图已知．求传递函数的核心是消去方块图的综合点，将其变换成仅含输入和输出的函数框图形式。所用的方法为通过信

4、号相加点及分支点的移动，在方块图的局部构成闭环、串联或并联环节后。作局部简化后并重复如上工作。直至求出传递函数。1。1三种基本简化环节局部闭环反馈环节、串并联环节的合并是最基本的简化。方块图在作任何变形时可进行三者或其一的简化，有时要作适当变形才可进行如上计简化。强调三种基本简化方法是极为必要的。三种简化如图I句所示。收稿日期：2012-09—17作者简介：张琦(1983-)，士，陕西汉中人，讲师。由图l～3可知，局部反馈环节和并联环节的简化可消去一个相加点．为系统方块图的简化创造了有利条件。1．2分支点的移动移动分支点的目的是使在方块网的局部构成如图l所示的局部反馈框图．以完成局部简化。为

5、使方块图易简化。在这一步骤中要注意不要将分支点向前或向后移过相加点。分支点移动原则是：换位前后的输入，输出信号间关系不变。因此必须对相应的支路传递函数进行修正(变换)，以保证信号流不变。1．3相加点移动相加点移动原则同上。即换位前后的输入，输出信号间关系不变．因此也必须对相应的支路传递函数进行修正(变换)，以保证信号流不变。1．4相加点与分支点之间的移动相加点与相加点之间。O哐蒌乎L一竺竺：!：：I母一锢曰囤kOL回～田3串联环节筒化18l壶·综合研究·笆3应用举例例：化简方框图求出传递函数，如图9所示。图4分支点从环节输入端移到输出端啦日茸!围5分支点从环节输出端移到输入端叫乎日带：u图6

6、相加点从环节输入端移到输出端路进行修正，如图8所示。围8相加点与分支点之同的移动2由方块图简化求传递函数步骤(1)在不改变方块图时，如果可进行局部反馈、串联和并联环节的简化运算．应首先作此简化。(2)tD果原方块图不可进行如上基本运算．则观察考虑移动相加点、分支点，要注意移动分支点时不要越过加法点，根据等效变换的原则，求出新的反(顺)馈传递函数。移动相加点、分支点的目的是在局部方块图中可进行三种或其一的基本运算。(3)以上仍不能化简，则观察考虑相加点之间的合并或交换，分支点之间、相加点与分支点之间的移动。同样要遵循等效变换的原则。解：看图分析，寻求最简单的化简方法。如果将从左至右第三个相加点

7、向右移，将第一个分支点左移，必然会遇到分支点与相加点的交换。由以上分析可知会使问题复杂化，所以避免此种方法。我们采用将第二个相加点左移，第二个分支点右移这种方法，移动后如图10所示。图中可以串联简化，相加点与相加点。分支点与分支点可以直接交换．则可得图ll。■工叶1到■严一幽I图9系统方框图U-图10相加点、分支点的移动围ll相加点、分支点的交换剩下i个局部反馈化简，最终可得传递函数，如图12所示。4结束语用