自动控制原理第二章方框.ppt

传递函数的表达形式传递函数的表达形式典型环节的传递函数典型环节的传递函数、结构图的组成由四种基本图形符号组成（1）函数方块 (2)信号线(3)分支点(引出点)（4)综合点(比较点或相加点)2-控制系统的结构图与信号流图一、结构图的组成和绘制二、建立结构图的方法二、建立结构图的方法步骤：（1）建立系统各元部件的微分方程；（2）对各微分方程进行拉氏变换，并作出各元件的结构图；（3）按系统中各变量的传递顺序，依次将各元件的结构图连接起来；置系统的输入变量于左端，输出变量于右端，得到系统的结构图。几点说明：几点说明：（1）在结构图中，每一个方框中的传递函数都应是考虑了负载效应后的传递函数。（2）描述一个系统的结构图不是唯一的，选择不同的中间变量得到不同的结构图；（3）结构图中的方框与实际系统的元部件并非一定是一一对应的；（4）用系统的结构图经过等效变换，可方便地求系统的传递函数。（一）环节的合并：（一）环节的合并：有串联、并联和反馈三种形式。有串联、并联和反馈三种形式。环节的串联：环节的串联：三、结构图的等效变换 常用的结构图变换方法有二：环节的合并环节的合并分支点或相加点的移动分支点或相加点的移动原则是：变换前、后的数学关系原则是：变换前、后的数学关系(输入量、输出量）保持不变。输入量、输出量）保持不变。积积 环节的并联：环节的并联：和和 反馈联接：反馈联接：G1(S)G2(S)G3(S)G4(S)G1(S)G2(S)G3(S)G4(S)U1(s)(s)3(s)II1U2(s)U2(s)U3(s)2(s)IU2(s)考虑移动某些信号的相加点和分支点信号相加点的移动：信号相加点的移动：把相加点从环节的输入端移到输出端（二）信号相加点和分支点的移动和互换（二）信号相加点和分支点的移动和互换：变换前和变换后前向通道中的传递函数的乘积保持不变；变换前和变换后回路中的传递函数的乘积保持不变。将信号引出点和汇合点前后移动的规则：把相加点从环节的输出端移到输入端：信号分支点的移动：信号分支点的移动：分支点从环节的输入端移到输出端 分支点从环节的输出端移到输入端：注意：相临的信号相加点位置可以互换；见下例 同一信号的分支点位置可以互换：见下例 相加点和分支点在一般情况下，不能互换。故：一般情况下，相加点向相加点移动，分支点向分支点移动相加点向相加点移动，分支点向分支点移动注：（1）结构图简化的关键是解除环路与环路的交叉，使之分开或形成大环套小环的形式。（2）解除交叉连接的有效方法是移动相加点或分支点。（3）当分支点与综合点相邻时，它们的位置就不能作简单的交换。U1(s)(s)3(s)II1U2(s)U2(s)U3(s)2(s)IU2(s)引出点移动引出点移动G1G2G3G4H3H2H1abG1G2G3G4H3H2H1G41G2H1G1G3相加点移动相加点移动G1G2G3H1错！错！G2无用功无用功向同类移动向同类移动G1总的结构图如下：-解法二：-解法三：-+-+-+-+-+-G1G4H3G2G3H1作用分解作用分解H1H3G1G4G2G3H3H1化简结构图求传递函数的步骤小结：1、确定输入量与输出量。如果有多个输入量或多个输出量，要分别进行结构图化简，求各自的传递函数；2、首先应用移动法则，消除交叉联系，化为无交叉的多回路结构；3、对多回路结构，由里向外进行变换，直至变为一个方框，即为总的传递函数。