控制工程基础第二章 例题讲解(控制工程基础)ppt课件.ppt

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1、例2.1证明图示两系统为相似系统。R1C1C2R2uiuoK1C1xiK2C2xo第二章例题讲解第二章例题讲解解：对图示阻容网络，根据复阻抗的概念，有：其中，R1C1C2R2uiuo第二章例题讲解从而：第二章例题讲解对图示机械网络，根据牛顿第二定律，有：K1C1xiK2C2xox第二章例题讲解故：显然：两系统具有相同形式的传递函数，即该两系统为相似系统。例2.2建立平面运动倒立摆系统的数学模型。M：小车质量m：摆球质量l：摆杆长度u(t)：作用力M(t)lu(t)xm0y第二章例题讲解第二章例题讲解解：小车产生位移x(t)时，摆球的受力

2、如图所示。摆球在x、y方向上的坐标分别为：x(t)+lsin(t)lcos(t)fHfHcos(t)fHfHfVfVmgsin(t)mgmxM(t)lu(t)0ylcos(t)lsin(t)第二章例题讲解摆球在x方向上的运动方程为：摆球在垂直方向上的运动方程为：摆球在垂直于摆杆方向上的力平衡方程为：即：第二章例题讲解小车的运动方程为：即：当(t)较小时，sin(t)(t)，cos(t)1，从而有：即：第二章例题讲解例2.3绘制图示机械系统的方框图并求系统传递函数。K1K2Cxm0xofiab解：第二章例题讲解Fi

3、(s)abFK1(s)FK2(s)Xo(s)K1第二章例题讲解Xo(s)X(s)K2FK2(s)FC(s)第二章例题讲解Fi(s)abFK1(s)FK2(s)Xo(s)K1X(s)K2FC(s)第二章例题讲解Fi(s)abFK1(s)FK2(s)Xo(s)K1Fi(s)abXo(s)第二章例题讲解Fi(s)Xo(s)第二章例题讲解例2.4求图示方框图对应系统的传递函数。Xi(s)G1G2G3G4HG5Xo(s)第二章例题讲解解：Xi(s)G1G2G3G4HG5Xo(s)H第二章例题讲解Xi(s)G1G2G3HG5Xo(s)G4HG3G4第

4、二章例题讲解Xi(s)G1G3G2G4G3HG5Xo(s)G4HXi(s)G1G3G2G4G3HG5Xo(s)G4H第二章例题讲解Xi(s)G1G3+G2G4G5Xo(s)Xi(s)Xo(s)第二章例题讲解例2.5求图示电路的信号流图，并用梅逊公式求其传递函数。C2R1R2uo(t)ui(t)C1第二章例题讲解解：根据基尔霍夫定律及复阻抗的概念，有：C2R1R2uo(t)ui(t)C1i3(t)i1(t)u(t)i2(t)第二章例题讲解Ui(s)I1(s)U(s)I2(s)1I3(s)Uo(s)-11第二章例题讲解Ui(s)I1(s)U(

5、s)I2(s)1I3(s)Uo(s)-11123回路：前向通道：第二章例题讲解流图特征式：前向通道余因子：第二章例题讲解所以：若R1=R2，则：第二章例题讲解例2.6求图示方框图对应系统的传递函数。Xi(s)G1H1H3G4G2G3Xo(s)H2第二章例题讲解解：系统对应的信号流图为：Xi(s)G1H1H3G4G2G3Xo(s)H21G1-H1G2G31-H2G4-H3Xi(s)Xo(s)第二章例题讲解1G1-H1G2G31-H2G4-H3前向通道：12345回路：注意到所有回路及前向通道均互相接触。流图特征式：前向通道余因子：所以：第二

6、章例题讲解第二章例题讲解例2.7已知系统方框图如下，图中Xi(s)为输入量，N(s)为扰动。_K4N(s)K1G0(s)Xi(s)Xo(s)+_第二章例题讲解1.求传递函数和；2.若要消除扰动对输出的影响()，试问G0(s)应如何选择；解：1.令N(s)=0，则系统框图简化为：K1Xi(s)Xo(s)_第二章例题讲解令Xi(s)=0，则系统框图简化为：所以：_K4G0(s)N(s)Xo(s)_第二章例题讲解_G0(s)N(s)Xo(s)_N(s)Xo(s)第二章例题讲解2.由，有：