自动控制原理(2-3)

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1、#2—3传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换1、传递函数方块图的意义及表示方法2、如何绘制系统动态结构方块图3、系统的方框图变换#2—3传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换一、传递函数方块图的意义及表示方法1、在使用传递函数方块图表示系统时，要用到下列四种符号：1）、信号线：联接两个方块之间的实线，并用箭头表示信号流向，在自控系统中信号只能单向传输。2）、分支点：它表示把一个信号分两路（或多路）取出的分离点，每路的信号都是原信号（把同一个信号分别引至几个元件中去作为输入信号）。X(s

2、)X(s)X(s)X(s)#2—3传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换3)、相加点：它把指向相加点记号ⓧ的两路（或多路）信号综合成一个信号后经离开ⓧ的信号输出A(s)B(s)X(s)X0(s)–X0(s)=X(s)+B(s)–A(s)#2—3传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换4)、元件方块图：即一个元件或环节的传递函数方块图，具有乘除运算的功能。可表示成：W(s)Xi(s)Xo(s)根据传递函数的定义，每一个方块单元，一般有以下的运算关系：X0(s)=W(s)Xi(s)#2—3传递

3、函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换图中：指向方块单元的箭头表示输入量的象函数Xi(s),离开方块单元的箭头表示输出量的象函数X0(s),写在方块单元中的是传递函数G(s)。注意：元件方块图具有单向性，即输出对输入没有反作用。二、如何绘制系统动态结构方块图1、绘制动态结构图例一；例二；例三；例四；作业#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换二、如何绘制系统动态结构方块图1、绘制动态结构图一般步骤是：1）首先列写出系统中各个元件的阻抗方程2）画出元件或环节的运算阻抗3）用元件方块图等表

4、示出信号间的关系4）根据系统中各信号的传递方向和顺序把各方框图等连结起来，这就得出系统的动态结构方块图。#2—3传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换例一、试画出如图所示RC滤波电路的动态结构方块图。R1R2C1C2Ur(t)Uc(t)i1(t)i2(t)i3(t)#2—3传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换运算阻抗表示的电路如图所示：R1R2I1(s)Ur(s)——1C1SI3(s)U1(s)I2(s)——1C2SUc(s)#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换根据电

5、流的传输顺序分别列写出以下关系式：Ur(s)=R1I1(s)+U1(s)I1(s)=—[Ur(s)–U1(s)]1R1表示该式的图式：—Ur(s)U1(s)–I1(s)1R1#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换I1(s)=I2(s)+I3(s)I3(s)=I1(s)–I2(s):I1(s)I3(s)I2(s)–U1(s)=——I3(s):1C1S——I3(s)U1(s)1C1S#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换U1(s)=R2I2(s)+Uc(s)I2(s)=—[U

6、1(s)–Uc(s)]1R2—U1(s)Uc(s)I2(s)1R2Uc(s)=I2(s)——1C2S——I2(s)Uc(s)1C2S-#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换该系统的动态结构方块图为：——————Ur(s)U1(s)1R11C1S1R21C2S–––I1(s)I2(s)I3(s)U1(s)I2(s)Uc(s)#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换例二、R1R2R3—Ei(s)I(s)I1(s)1csI2(s)E0(s)U2(s)#2—5传递函数方块图（系统动

7、态结构图）及其等效变换解：—Ei(s)U2(s)1R1I(s)––I(s)I1(s)I2(s)U2(s)=I1(s)R2#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换R2I1(s)U2(s)—U2(s)E0(s)I2(s)1R3–—I2(s)E0(s)1CS#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换最后的方块图为：—R2——Ei(s)U2(s)I(s)I2(s)U2(s)E0(s)1R11R31CSCS–––#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换例三、R1R2Ur(

8、s)——1C1S——1C2SUc(s)I(s)Ur(t)R1I(t)C1R2C2Uc(t)#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换解：—Ur(s)I(s)Uc1(s)+UR2(s)+Uc(s)1R1–1/C1SI(s)Uc1(s)#2—5传递函数方块图（系统动态结构图）及其等效变换UR2(s)=I(s)R2R2I(s)UR2(s)——I(s)Uc(s)1C2S——R2—Ur(s)Uc1(s)+UR2(s)+Uc(s)I(s)