动态结构图 自动控制原理.ppt

《动态结构图 自动控制原理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四节动态结构图一、建立动态结构图的一般方法二、动态结构图的等效变换与化简动态结构图是系统数学模型的另一种形式，它表示出系统中各变量之间的数学关系及信号的传递过程。第二章　自动控制系统的数学模型绘制动态结构图的一般步骤为:（1）确定系统中各元件或环节的传递函数。（2）绘出各环节的方框，方框中标出其传递函数、输入量和输出量。（3）根据信号在系统中的流向，依次将各方框连接起来。第四节动态结构图例2-6建立他激直流电动机的动态结构图。第四节动态结构图第四节动态结构图第4页Ur(s)Uc(s)sc11R11I1(s)sc

2、21I2(s)U1(s)U1(s)Uc(s)R21I2(s)R1C1C2sc11sc21I2(s)U1(s)I1(s)R2二、动态结构图的等效变换与化简系统的动态结构图直观地反映了系统内部各变量之间的动态关系。将复杂的动态结构图进行化简可求出传递函数。1．动态结构图的等效变换等效变换：被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系，在变换前后保持不变。第四节动态结构图（4）综合点和引出点的移动1) 综合点之间或引出点之间的位置交换引出点之间的交换：b综合点之间交换：bc±aa±b±c±cba±c±baaaaaa第四节动

3、态结构图2）综合点相对方框的移动F(s)R(s)G(s)C(s)±R(s)前移：R(s)C(s)G(s)±F(s)R(s)±C(s)1G(s)F(s)后移：±C(s)G(s)F(s)R(s)C(s)G(s)±F(s)F(s)R(s)G(s)C(s)±第四节动态结构图3)引出点相对方框的移动C(s)R(s)C(s)G(s)R(s)R(s)C(s)G(s)R(s)G(s)1C(s)R(s)C(s)G(s)前移：G(s)C(s)后移：R(s)R(s)C(s)G(s)第四节动态结构图Ur(s)Uc(s)sc11R11sc

4、21R21错啦！他把综合点与引出点互换位置了Uc(s)Ur(s)sc11R11sc21R21sc11Ur(s)Uc(s)sc11R11sc21R21正确的等效变换：向同类移动！！ΣLiΣLiLjΣLiLjLzΔ=1––++···2．梅逊公式回路内前向通道和反馈通道传递函数的乘积。梅逊公式：回路传递函数：—特征式△—各回路传递函数之和。—两两互不相接触回路的传递函数乘积之和。—所有三个互不相接触回路的传递函数乘积之和。Φ(s)=Σnk=1PkΔkΔΣLiΣLiLjΣLiLjLzΣLiΣLiLjΣLiLjLz△k—将

5、△中与第k条前向通道相接触的回路所在项去掉之后的剩余部分，称为余子式。Pk—第k条前向通道的传递函数。第四节动态结构图例系统的动态结构图如图所示，求闭环传递函数。G1G2G3H1G4H2___C(s)+R(s)解：系统有5个回路，各回路的传递函数为L1L1=–G1G2H1L2L2=–G2G3H2L3L3=–G1G2G3L4L4=–G1G4L5L5=–G4H2ΣLiLj=0ΣLiLjLz=0Δ=1+G1G2H1+G2G3H2+G1G2G3+G1G4+G4H2P1=G1G2G3Δ1=1P2=G1G4Δ2=1将△、Pk

6、、△k代入梅逊公式得传递函数：G1G2G3+G1G41+G1G2H1+G2G3H2+G1G2G3+G1G4+G4H2=第四节动态结构图L1L2L3H1_+++G1+C(s)R(s)G3G2例求系统的闭环传递函数。解:L1=G3H1L2=–G1H1L3=–G1G2P1=G1G2Δ1=1–G3H1Δ=1+G1G2+G1H1–G3H1R(s)C(s)1+G1G2+G1H1–G3H1G1G2(1–G3H1)=第四节动态结构图L5=G1(s)G2(s)L4=G1(s)G2(s)L3=G1(s)G2(s)L2=–G2(s)L

7、1=–G1(s)例求系统传递函数。___R(S)C(S)G2(s)G1(s)++解:(1)用梅逊公式L1___R(S)C(S)G2(s)G1(s)++L2___R(S)C(S)G2(s)G1(s)++L3___R(S)C(S)G2(s)G1(s)++L4___R(S)C(S)G2(s)G1(s)++L5Δ3=1Δ4=1P4=–G1(s)G2(s)P3=G1(s)G2(s)P2=G2(s)P1=G1(s)Δ1=1Δ2=1系统的传递函数R(s)C(s)1+G1(s)+G2(s)–3G1(s)G2(s)G1(s)+G2

8、(s)–2G1(s)G2(s)=第四节动态结构图（2）用等效变换法系统动态结构图变换为：_R(S)C(S)_++_++G2(s)G1(s)G2(s)G1(s)G1(s)G2(s)R(s)C(s)1+G1(s)+G2(s)–3G1(s)G2(s)G1(s)+G2(s)–2G1(s)G2(s)=第四节动态结构图R(s)abd例2-15abd