[工学]东北大学 自动原理课件.ppt

2.2 非线性数学模型线性化 非线性线性化的一般步骤: 1.按物理规律写方程,确定平衡工作点; 2.在平衡工作点进行泰勒展开,并忽略二次及以上高阶项; 3.用平衡工作点增量形式表示原方程，并消去中间变量。 微分方程式的编写 试建立如下RLC电路输入ur、输出uc的微分方程 例 在直流电动机调速系统中，ud为输入量,n为输出量，试求当ud为单位阶跃时，系统的响应n(t)? 已知： 系统的特征方程 系统的阶数 系统的极点 系统的零点 1.自动控制系统分析示例 1. 分析系统并指出该系统的 被控对象、被控量、扰动量； 2.画出系统结构图，并说明该 系统是否有抑制扰动的能力。 2.传递函数的求取 试求取如下RLC电路输入ur、输出uc的传递函数W(s)。 1.自动控制系统分析示例 1. 分析系统并指出该系统的 被控对象、被控量、扰动量； 2.画出系统结构图，并说明该 系统是否有抑制扰动的能力。 2.传递函数的求取 2.3 传 递 函 数 2、 典型环节的传递函数及暂态特性 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 当 时，上式特征方程的根为共轭复数 2.3 传 递 函 数 输出量为 ： 2.3 传 递 函 数 例2-10 带钢厚度检测环节 2.3 传 递 函 数 2.3 传 递 函 数 2.4 系统动态结构图 系统动态结构图 将系统中所有的环节用方框图表示，图中标明其传递函数，并且按照在系统中各环节之间的联系，将各方框图连接起来。 2.4 系统动态结构图 系统动态结构图的绘制步骤： (1)首先按照系统的结构和工作原理，分解出各环节并写出它的传递函数。 (2)绘出各环节的动态方框图，方框图中标明它的传递函数，并以箭头和字母符号表明其输入量和输出量，按照信号的传递方向把各方框图依次连接起来，就构成了系统结构图。 2.4 系统动态结构图 例2-11 速度控制系统 2.4 系统动态结构图 （1）比较环节和速度调节器环节 2.4 系统动态结构图 比较环节和速度调节器环节的结构图 2.4 系统动态结构图 （2）速度反馈的传递函数 2.4 系统动态结构图 （3）电动机及功率放大装置 2.4 系统动态结构图 （4）系统的动态结构图 2.5系统传递函数和结构图等效变换 1.典型连接的等效传递函数 (1)串联 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (2)并联 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (3)反馈连接 2.5系统传递函数和结构图等效变换 2.相加点及分支点的换位运算 原则: 换位前后的输入/输出信号间关系不变。 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (1)相加点后移 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (2)相加点前移 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (3)分支点后移 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (4)分支点前移 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (5)分支点换位 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (6)相加点变位 2.5系统传递函数和结构图等效变换 (7)相加点和分支点一般 变位 2.5系统传递函数和结构图等效变换 3. 系统开环传递函数 定义： 闭环系统反馈信号的拉氏变换与偏差信号的拉氏变换之比（反馈通道断开），定义为系统的开环传递函数，用 表示。 2.5系统传递函数和结构图等效变换 2.5系统传递函数和结构图等效变换 例2-12 无交叉局部反馈系统 2.5系统传递函数和结构图等效变换 例2-13 有交叉局部反馈系统 2.5系统传递函数和结构图等效变换 4. 系统闭环传递函数 定义： 在初始条件为零时，系统的输出量与输入量的拉氏变换之比称为系统的闭环传递函数，用 表示。 2.5系统传递函数和结构图等效变换 2.5系统传递函数和结构图等效变换 对于单位反馈系统，有 2.5系统传递函数和结构图等效变换 5.系统对给定作用和扰动作用的传递函数 原则：对于线性系统来说，可以运用叠加原理，即对每一个输入量分别求出输出量，然后再进行叠加，就得到系统的输出量。 2.5系统传递函数和结构图等效变换 2.5系统传递函数和结构图等效变换 2.5系统传递函数和结构图等效变换 2.6 信号流图 信号流图是一种用图线表示线性系统方程组的方法。 1.信号流图中的术语 (1)源点 只有输出支路的节点称为源点或称为输入节点。它一般表