2-3控制系统的结构图与信号流图.ppt

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1、方框图和信号流图都能清晰地展现系统的基☆2-3控制系统的方框图和信号流图本组成部分及他们的相互关系。(1)列写基本元件的拉氏变换表达式；(2)将拉氏表达整理成易于绘图的规范形式（输变量放在等号左边，前面方程左边的变量都作已1.方框图的组成和绘制入变量是第一个已知变量，放在等号右边；未知绘制步骤：知变量）；(3)用方框图的基本构件表达拉氏变换表达式；例2-12：试绘制图2-24无源网络的方框图。解：列写上述方程过程中，已考虑到列写顺序和规范形式。从第一个方程开始绘制，逐个完成。R2R1i1i2iuiuoC图2-24无源网络I2(s)CsUo(s)R2I1(s)I(s)UR1(s

2、)Ui(s)-方框图等效变换使系统结构便于理解、分析号传递关系不变。和计算传递函数。“等效”是指变换部分两端的信2.方框图的等效变化和简化：⑴串联环节的等效传递函数⑵并联环节的等效传递函数简记，“串联相乘”。简记，“并联相加”。X3(s)X1(s)X2(s)G1(s)G2(s)X1(s)X3(s)G1(s)G2(s)X1(s)X4(s)X2(s)X3(s)G1(s)G2(s)±G1(s)±G2(s)X1(s)X4(s)⑶反馈连接环节的等效传递函数简记，(对于负反馈)X2(s)_X3(s)X1(s)X4(s)G1(s)G2(s)X4(s)X1(s)等效传递函数=；前向传递函数1

3、+开环传递函数⑷相加点移动规则(要点信号关系等效)X2(s)X3(s)X1(s)±G(s)X2(s)X3(s)X1(s)±G(s)G(s)X2(s)X3(s)X1(s)±G(s)X2(s)X3(s)X1(s)±G(s)1/G(s)⑸分支点移动规则(要点信号关系等效)⑹相加点与相加点之间，分支点与分支点之间交X2(s)X1(s)X1(s)G(s)X2(s)X2(s)X1(s)G(s)X2(s)X1(s)X1(s)G(s)1/G(s)X2(s)X2(s)X1(s)G(s)G(s)换位置信号关系不变；相加点与分支点之间交换位置要慎重，尽可能不采用。⑺负号在支路上移动(要点信号关系等

4、效)。例2-14试简化图2-32系统方框图，并求系统传递函数G(s)=C(s)/R(s)。图2-32系统方框图R(s)_C(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)H2(s)H1(s)H3(s)__解：方法一，R(s)_C(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)H2(s)H1(s)H3(s)__1/G4(s)方法二，H3(s)R(s)_C(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)H2(s)H1(s)__方法三，G4(s)H3(s)_R(s)_C(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)H2(s)H1(s)H3(s)__H3(s)/G2(s)方法四，例2-15

5、试简化图2-34系统方框图，并求系统传递_R(s)_C(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)H2(s)H1(s)H3(s)__函数G(s)=C(s)/R(s)。图2-34系统方框图R(s)_C(s)G1(s)G2(s)H1(s)__1/G1(s)1/G2(s)_G2(s)H2(s)R(s)C(s)G1(s)G2(s)G3(s)G4(s)H(s)H(s)__G5(s)例2-16试简化图2-36系统方框图，并求传递函数G(s)=C(s)/R(s)。图2-36系统方框图解：R(s)C(s)G1(s)G3(s)G2(s)G4(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)__G5(

6、s)四个信号经三个求和点相加，交换次序，得R(s)C(s)G1(s)G3(s)G2(s)G4(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)__G5(s)R(s)C(s)G1(s)G3(s)G2(s)G4(s)G3(s)H(s)G4(s)H(s)__G5(s)传递函数；与支路一起表示方框的输入输3.信号流图的组成和术语：(p54)源点：只有输出的节点，或称为输入节点；节点的信号值等于所有输入信号乘于相应增*节点：表示变量或信号；信号流向；*支路：连结两节点的有向线段，箭头标示*传输：G表示两节点间的关系,也称为增益、出关系；指向节点的支路为节点输入，从节点流出的支路是节点的输出。阱

7、点：只有输入的节点，或称为输出节点；混合节点：既有输入又有输出的节点。益后的总和；*闭通路：首尾节点是同一个节点的开通路；通路：有两条以上的首尾相接的支路组成；开通路：与任何一个节点相交不多于一次的通路；*前向通路：从源点到阱点的开通路；*不接触回路：与另一个回路无公共节点，称两回路是不接触回路；与前向通路无公共节点的回路，称为是该前向通路的不接触回路。开通路增益是所有支路增益的乘积；UR1I(1)依据拉氏变换方程组绘制信号流图4.信号流图的绘制(需要整理成规范形式)例2-17：(例2-12，图2-24