机械工程控制基础23知识讲解.ppt

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1、机械工程控制基础23系统方框图的建立（1）考虑负载效应分别列写系统各元部件的微分方程；（2）对这些原始微分方程进行拉氏变换，并根据各拉氏变换式中的因果关系，绘出相应的方框图；（3）根据各元部件的信号流向，用信号线依次将各方框连接起来。并把系统的输入量置于系统框图的最左端，输出量置于最右端，便可得到系统的方框图。系统方框图-也是系统数学模型的一种。RCiiuou图1一阶RC网络解：（1）由左图，利用基尔霍夫电压定律及电容元件特性可得：（2）对其进行拉氏变换得：例１：画出下列RC电路的方框图。（a）I(s))(sUi)(sUoI(s)（b）)

2、(sUo（3）将图（a）和(b)组合起来即得到图(c)，图(c)为该一阶RC网络的方框图。（c）－I(s))(sUo)(sUo)(sUi图2-19例2：画出下列直流电机电路的方框图。二．传递函数方框图的等效变换为了进一步计算系统的动态过程性能，需要对系统的结构图进行运算和变换，求出总的传递函数。这种运算和变换，就是设法将结构图化为一个等效的方框，而方框中的数学表达式即系统的总传递函数。变换的实质相当于方程组进行消元，求出系统的输入量对输出量的总关系式。框图的运算和变换按等效原理进行。所谓等效，即对框图的任一部分进行变换时，变换前后输入输出

3、总的数学关系式应保持不变。另外，运算和变换应尽量简单。（一）、环节的基本联系方式任何复杂的系统结构图，各方框之间的基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。１．串联两个传递函数串联的等效传递函数，等于该两个传递函数的乘积。以上结论可以推广到任意个传递函数的串联。ｎ个传递函数依次串联的等效传递函数，等于ｎ个传递函数的乘积。方框与方框首尾连接，前一个方框的输出，作为后一个方框的输入，这种结构形式称为串联连接。2．并联两个传递函数并联的等效传递函数，等于该两个传递函数的代数和。以上结论可以推广到任意个传递函数的并联。ｎ个传递函数并联的等效传递函

4、数，应该等于ｎ个传递函数的代数和。两个或多个方框，具有同一个输入，而以各方框输出的代数和作为总输出，这种结构形式称为并联连接。3．反馈联接一个方框的输出，输入到另一个方框，得到的输出再返回作用于前一个方框的输入，这种结构称为反馈连接。前向通道传递函数：反馈回路传递函数：开环传递函数：闭环传递函数：（二）、方框图的变换与简化方框结构图的简化是通过移动引出点、比较点，交换引出点、比较点，进行方框运算后，将串联、并联和反馈连接的方框合并。等效变换的原则：变换前后的变量之间关系保持不变。步骤：（１）确定传递函数的输入量和输出量（与所求的传递函数有

5、关，不一定是结构图的输入量和输出量。）　（２）运用等效变换法则将公共部分分开。一般情况：　　　　①将相同类点（引出点或综合点）移到一起，消除交叉关系。　　　　②引出点和综合点之间一般不相互移动，如移应补充支路。（３）利用三种连接方式，由里向外逐渐变换，最后求出等效的传递函数。下表列出了信号相加点和信号分支点等效变换的各种方法。4、分支点等效移动规则基于等效原则，若将分支点从一函数方框的输出侧移至其输入侧，须在分出支路中串入具有相同传递函数的函数方框。（分支点前移）若将分支点从一函数方框的输入侧移至其输出侧，须在分出支路中串入具有相同

6、传递函数的倒数的函数方框。（分支点后移）5、相加点等效移动规则根据保持相加点移动前后的总输出不变的等效原则，若将相加点从一函数方框的输出侧移至其输入侧，则需在移动后的一个相加支路中串入相同传递函数的倒数的函数方框。（相加点前移）若将相加点从一函数方框的输入侧移至其输出侧，则需在移动后的一个相加支路中串入相同传递函数的函数方框。（相加点后移）6、相邻相加点之间相互移动规则7、相邻分支点之间相互移动规则图(a)是一个交错反馈多路系统，采用引出点后移或前移，比较点前移等，逐步变换简化，可求得系统的闭环传递函数为例2-3-1试化简如图(a)所示系

7、统的方框图，并求闭环传递函数。例2-3-2化简图(a)所示系统方框图，并求系统传递函数例2-3-3此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢