自动控制理论第二章节自动控制系统的数学模型幻灯片.ppt

第二章　总 结 自动控制 系统 建立微分 方程 系统传递 函数 R(s) C(s) Ф(s)= 建立动态 结构图 拉氏变换 梅逊公式 等效变换 解析法 拉氏变换 分析系统 性能 时域法 根轨迹法 频率法 第三章 第四章 第五章 性能校正 第六章 第二章　自动控制系统的数学模型 第五节 反馈控制系统的传递函数 一、系统的开环传递函数 二、系统的闭环传递函数 三、系统的误差传递函数 第二章　自动控制系统的数学模型 一、系统的闭环传递函数 1．给定信号R(s)作用 R(s) E(s) _ B(s) H(s) G1(s) G2(s) C(s) 系统的典型 结构： 设 D (s)=0 典型结构图 可变换为： _ B(s) H(s) G1(s) G2(s) R(s) E(s) C(s) + D(s) 系统的闭环传递函数: R(s) C(s) Ф(s)= = 1 +G(s)H(s) G(s) 第五节 反馈控制系统的传递函数 2．扰动信号D(s)作用 设 R (s) = 0 R(s) E(s) _ B(s) H(s) G1(s) G2(s) C(s) 系统的典型 结构： + D(s) 动态结构图 转换成: 前向通道: G1(s) H(s) G2(s) D(s) C(s) 反馈通道: 闭环传递函数为： D(s) C(s) Фd(s)= = 1+G1(s)G2(s)H(s) G2(s) 第五节 反馈控制系统的传递函数 _ R(s) E(s) H(s) G2(s) G1(s) 三、系统的误差传递函数 1．给定信号R(s)作用 误差输出的动 态结构图: R(s) + D(s) 前向通道: 反馈通道: 设 D(s)=0 E(s) C(s) _ B(s) H(s) G1(s) G2(s) = 1+G1(s)G2(s)H(s) 1 误差传递函数为： R(s) E(s) Фer(s)= 第五节 反馈控制系统的传递函数 + D(s) G1(s) G2(s) -H(s) E(s) 2．扰动信号D(s)作用 R(s) R(s)作用下误差输出的动态 结构图: 前向通道: 反馈通道: R(s) = 0 E(s) C(s) + D(s) B(s) _ H(s) G1(s) G2(s) D(s) E(s) Фed(s)= 误差传递函数为： = 1+G1(s)G2(s)H(s) -G2(s)H(s) 第五节 反馈控制系统的传递函数 例: R(s) C(s) R(s) + D(s) 解: G1 G2 G3 H1 H2 _ _ _ C(s) E(s) D(s) = 0 结构图变换为： G1 G2 G3 H1/G3 G2H2 _ _ _ C(s) E(s) R(s) 求 1+G3G2H2 G1G2G3 = 1+G3G2H2+G1G2H1 +G1G2G3 G1G2G3 R(s) C(s) = 1+G3G2H2+G1G2H1 G1G2G3 H1/G3 1+G3G2H2 G1G2G3 1+ 1+G3G2H2 G1G2G3 第五节 反馈控制系统的传递函数 + D(s) C(s) R(s) G1 G2 G3 H1 H2 - - - E(s) R(s) E(s) 求 R(s) H1 H2 - G1 G2 - E(s) G3 - 结构图变换为： 解: D(s) = 0 R(s) - G1 G2 - E(s) G3 - H1 H2 /G1 G1G2G3 1+G1G2H1 1+ G1G2G3 1+G1G2H1 H2 /G1 G1G2G3 1+G1G2H1 = 1+G1G2H1+G2G3H2 G1G2G3 E(s) R(s) = 1+G1G2H1+G2G3H2+G1G2G3 1+G1G2H1+G2G3H2 第五节 反馈控制系统的传递函数 R(s) + D(s) G1 G2 G3 H1 H2 _ _ _ C(s) D(s) C(s) 求 解: R(s) = 0 结构图变换为 D(s) + G1 G2 - C(s) - H1 -1 H2 G3 1+G1G2H1 G1G2 -(1+H2/G1) D(s) + - C(s) - H1 -1 G3 G2G1 H2 /G1 C(s) D(s) = 1+G1G2H1+G2G3H2+G1G2G3 G3(1+G1G2H1 ) 系统传递函数为： 第五节 反馈控制系统的传递函数 R(s) + D(s) G1 G2 G3 H1 H2 _ _ _ C(s) E(s) 求 D(s) E(s) 解: 结构图变换为 R(s) = 0 D(s) + G1 G2 - E(s) - H1 H2 -G3 D(s) + - E(