2.3闭环控系制统动态结构图.ppt

2.3 控制系统的动态结  构图;2.3.1 控制系统的结构图;1 动态结构图的定义和组成; 信号线：带有箭头的直线，箭头表示信号的流向，在直线旁标记信号的时间函数或象函 数。 ;综合点（比较点、相加点）：表示两个以上的信号进行加减运算。; 方框（或环节）：表示对信号进行的数学变换，在方框中写入元部件或系统的传递函数。 ;2 动态结构图的特性; (4)结构图与代数方程等价。 (5)能更直观更形象地表示系统中各环节的功能和相互关系，以及信号的流向和每个环节对系统性能的影响。更直观、更形象是针对系统的微分方程而言的。 (6)方框图的流向是单向不可逆的。 (7)方框图不唯一。由于研究角度不一样，传递函数列写出来就不一样，方框图也就不一样。 (8)研究方便。对于一个复杂的系统可以画出它的方框图，通过方框图简化，不难求得系统的输入、输出关系，在此基础上，无论是研究整个系统的性能，还是评价每一个环节的作用都是很方便的。 ;3 系统动态结构图的绘制步骤;写出组成系统的各 个环节的微分方程 ;例：绘制如图所示 RC 电路的方框图;解：（1）写出组成系统的各环节的微分方程，求 取各环节的传递函数;（2）画出个体方框图;E0 s;E0 s;（3）从相加点入手，按信号流向依次连接成完整 方框图。 ;例: 绘制如图所示 RC无源网络的方框图：;2;Cs;R;将上面的各环节（元件）的部分综合有：; 例 设有一RC两级滤波网络如图。其输入信号为 ,输出信号为 ,试求两级串联后传递函数。;解：（1）不计负载效应 第一级滤波器的输入信号是 ，输出信号是 ，其传递函数为;第二级滤波器的输入信号是 输出信号为 ，其传递函数为;动态结构图为;（2）考虑负载效应 ;C.;1/R2;1/R1;Ui(s); 比较（1）、（2）两式可知，考虑负载效应时，传递函数 的分母中多了一项 。它表示了两个简单 RC 电路的相互影响。因此，在求串联环节的等效传递函数时应考虑环节间的负载效应，否则容易得出错误的结果。所以提出两点注意：;若重新选择一组中间变量，会有什么结果呢？ (刚才中间变量为i1,u1,i2，现在改为I, I1, I2);这个结构与前一个不一样，因为选择不同的中间变 量，结构图也不一样，但是整个系统的输入输出关 系是不会变的。;例: 速度控制系统,输入ur，输出转速n;解：（1）比较环节和速度调节器环节;式中：;式中：;则比较环节和速度调节器环节的结构图为;（2）电动机及功率放大装置;（3）直流电动机装置;（4）速度反馈的传递函数 ;Uk(s);（5）系统的动态结构图