[物理]第2章 连续系统的数学模型.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 2.4.2 传递函数的表示方式 1．有理分式形式 2．零极点形式 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 2．零极点形式 （传递函数是s的复变函数，s是复数变量） 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 2．零极点形式 （传递函数是s的复变函数，s是复数变量） 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 3．时间常数形式 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 2.4.3 线性系统的基本环节 放大环节（比例环节）： 积分环节： 微分环节： 惯性环节： 振荡环节： 一阶微分环节： 二阶微分环节： 滞后环节（纯时滞环节）： 一个系统或一个元件（线性连续）总可以由一个或几个基本环节组成。 有些基本环节在实际中可以单独存在，但象各种微分环节实际上是不能单独存在的。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 传递函数的一般形式 （考虑时间滞后情况） 不考虑时间滞后时（不存在输送带）： 考虑时间滞后时（存在输送带）： 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 惯性环节从输入开始时刻就已有输出，仅由于惯性，输出要滞后一段时间才接近所要求的输出值； 惯性环节与延迟环节的区别： 延迟环节从输入开始后在0－τ时间内没有输出，在t =τ之后，才有输出。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 第2章 连续系统的数学模型 2.1 控制系统数学模型的概念 2.2 微分方程模型 2.4 传递函数 2.5 结构图 2.6 控制系统数学模型的MATLAB表示 2.3 拉普拉斯变换 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 2.5.1 结构图的基本组成 控制系统的结构图是系统数学模型的图解形式， 可以形象直观地描述系统中各元件间的相互关系 及其功能以及信号在系统中的传递、变换过程。 特点：具有图示模型的直观，又有数学模型的精确。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 结构图包含四个基本元素： 信号线：带有箭头的直线，箭头表示信号传递方向。 引出点（测量点）：引出或者测量信号的位置。 这里的信号引出与测量信号一样，不影响原信号，所以也称为测量点。 比较点（综合点）：对两个或者两个以上的信号进行代数运算。 方块：表示对输入信号进行的数学变换。 对于线性定常系统或元件，通常在方框中写入其传递函数。 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 几种基本的结构框图 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 比较点后移 2.5.2 结构图的变换法则 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 比较点前移 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 比较点合并 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 引出点前移 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 引出点后移 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 结构图化简求系统传递函数的基本方法： (1)利用等效变换法则，通过移动比较点和引出点， 消去交叉回路，变换成可以运算的几种基本的简单回路。 (2)将结构图变换为代数方程组,然后求解代数方程组. (3)将结构图变换为信号流图,然后应用梅森增益公式 (4)直接应用梅森增益公式(最好不用!!) G(s) R(s) C(s) 变换法则对应于代数变换 结构图对应于代数方程组 结构图化简对应于代数方程组求解中消元 2.5.3 结构图的简化 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 结构框图的化简 例2.11 G(s) R(s) C(s) 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 结构图的化简 例2.12 G(s) R(s) C(s) 《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 * 2.5.4 反馈控制系统的传递函数 R(s) C(s) N(s) R(s) C(s) C(s) N(s) 《自动控制原理》国家精品课