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第三章 控制系统的数学模型. 第 3 小节 系统结构图 (1). 系统方框图图由若干基本符号构成。构成 动态结构图的基本符号有四种,即信号线、传递方框、综合点和引出点。. 一、系统结构图的四个基本要素. (1) 信号线. 表示信号输入、输出的通道。箭头代表信号传递的方向。. 2. (2) 函数方块. G(s). 方框的两侧为输入信号线和输出信号线, 方框内写入该输入、输出之间的传递函数 G(s) 。. 3. (3) 综合点. +. 省略时也表示+. 综合点亦称加减点,表示几个信号相加、 减,叉圈符号的输出量即为诸信号的代数和, - PowerPoint PPT Presentation
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第三章 控制系统的数学模型
第 3 小节 系统结构图 (1)
2
系统方框图图由若干基本符号构成。构成动态结构图的基本符号有四种,即信号线、传递方框、综合点和引出点。
(1) 信号线 表示信号输入、输出的通道。箭头代表信号传递的方向。
一、系统结构图的四个基本要素
3
(2) 函数方块
G(s)
方框的两侧为输入信号线和输出信号线,方框内写入该输入、输出之间的传递函数G(s) 。
4
(3) 综合点
综合点亦称加减点,表示几个信号相加、减,叉圈符号的输出量即为诸信号的代数和,负信号需在信号线的箭头附近标以负号。
省略时也表示++
5
(4) 分支点
表示同一信号传输到几个地方。从一个分支点引出的多个信号是同一个变量 。
. 前向通道:
. 反馈通道:
. 开环传递函数:
二、闭环控制系统的结构图1. 常用术语:
2. 典型环节的传递函数(1) 比例环节
(2) 惯性环节
极点:
(3) 积分环节传递函数为:
Ti 积分时间常数
(4) 微分环节微分环节的输出和其输入量的导数成比例
微分时间常数
(5) 延时环节
(6) 振荡环节
时具有一对共轭复极点:
阻尼比自然振荡频率
Pade 近似泰勒近似
电磁力矩:电枢反电势:电枢回路:
力矩平衡:
例 电枢控制式直流电动机的方框图表示
1. 确定输入: 输出:2. 根据各信号之间的关系串联出方框图
惯性 比例
思路 在保证总体动态关系 ( 输入 - 输出之间的传递函数 ) 不变的条件下,设法将原结构逐步地进行归并和简化,最终尽量将多回路的复杂结构简化成单回路结构。
三、简单方框图的等效变换
(1) 串联结构的等效变换
G1(s) G2(s)R(s) C(s)U(s)
G1(s) • G2(s)R(s) C(s)
两个串联的方框可以合并为一个方框,合并后方框的传递函数等于两个方框传递函数的乘积。
串联结构的等效变换
(2) 并联结构的等效变换
等效变换证明推导 (1)
G1(s)
G2(s)
R(s)
C(s)
C1(s)
C2(s)
并联结构的等效变换C1(s)
R(s)
C(s)
C2(s)
G1(s)
G2(s)
并联结构的等效变换图
G1(s) G2(s)R(s)
C(s)
两个并联的方框可以合并为一个方框,合并后方框的传递函数等于两个方框传递函数的代数和
C1(s)R(s
)
C(s)
C2(s)
G1(s)
G2(s)
(3) 反馈结构的等效变换
C(s) = ?
G(s)R(s)
C(s)
H(s)B(s)
E(s)
R(s)
C(s))()(1
)(
sGsH
sG
前向通道传递函数1-/+ 开环传递函数
反馈结构传递函数 =