第一章-控制系统典型环节和Matlab使用.ppt

1.7 MATLAB绘制双响应曲线 2）第二种方法。选取“Transfer Fcn”功能模块，打开其属性对话框，如图1-21所示。在分母“Denominator”中将[1 1]修改为[4 0]，可得到与第一种方法相同的结果，如图1-22所示。 图1-21 Transfer Fcn功能模块属性 1.7.2 双输出响应曲线的绘制 1.7 MATLAB绘制双响应曲线 图1-22 参数修改后的仿真模型 1.7.2 双输出响应曲线的绘制 1.7 MATLAB绘制双响应曲线 （2）多时间常数的积分环节实现方法 在实现多个输出响应时，仍然要借用到“Bus Creator”模块的属性。打开此模块的属性对话框，在“Number of inputs”对话框中输入需要的数字，如6，即可，如图1-23所示。在此基础上，借助前面所将的办法，我们可以实现多个时间常数不同的积分环节，由此形成多个输出响应曲线在同一个示波器窗口中，便于我们观察、分析性能参数，如图1-24、1-25所示。 图1-23 Bus Creator模块属性对话框 1.7.2 双输出响应曲线的绘制 1.7 MATLAB绘制双响应曲线 图1-24 多时间参数的积分环节模型 1.7.2 双输出响应曲线的绘制 图1-25 多输出响应波形 1.8 其他典型环节 图1-26是惯性环节的功能框图和阶跃响应。因为惯性环节中具有一个储能元件，对于阶跃输入来说，输出不能立即复现，输出总落后于输入。 1.8.1 惯性环节 图1-26 惯性环节功能框及阶跃响应 a) 功能框图 b) 阶跃响应 惯性环节的微分方程为 其传递函数为 引导问题： 1．常用的典型环节有哪些； 2．惯性环节的输出特性； 3．控制系统中震荡环节的作用； 1.8 其他典型环节 图2-18是一些常见的惯性环节。例如电阻—电感电路、电阻—电容电路、惯性调节器等。 1.8.1 惯性环节 图1-27　惯性环节实例 1.8 其他典型环节 图1-28是理想微分环节的功能框图和阶跃响应。当输入量为阶跃函数时，输出量在理论上将是一个幅值为无穷大而时间宽度趋于零的脉冲，这在实际上是不可能的。所以它不可能单独存在，总是与其他环节同时存在。 1.8.2 理想微分环节 图1-28理想微分环节的功能框图和阶跃响应 a) 功能框图 b) 阶跃响应 理想微分环节微分方程为 其传递函数为 1.8 其他典型环节 图1-29是一些理想微分环节。实际上，理想微分环节只是数学上的近似，实际微分环节总是有惯性的，故实际微分环节的传递函数为 ，在单位阶跃信号下的响应为 。 1.8.2 理想微分环节 图1-29 理想微分环节实例 1.8 其他典型环节 查拉氏变换表得 ，其阶跃响应如图1-30所示。 1.8.2 理想微分环节 图1-30 实际微分环节的阶跃响应 1.8 其他典型环节 图1-31是比例微分环节的功能框图和阶跃响应。当输入量为阶跃函数时，输出量在t=0时会产生一个宽度趋于零的脉冲；当t0时，系统的输出等于输入，系统表现为比例环节；因而该环节称为比例微分环节。 1.8.3比例微分环节 a) b) 图1-31 比例微分环节的功能框图和阶跃响应 a) 功能框图 b) 阶跃响应 微分方程为 其传递函数为 1.8 其他典型环节 图1-32是一些比例微分环节。 图1-32 理想微分环节实例 1.8.3 比例微分环节 1.8 其他典型环节 振荡环节的传递函数为 ，式中， 为自然振荡角频率； 为振荡环节的时间常数， ； 为阻尼比。 当输入为单位阶跃信号时，二阶系统的响应有两种情况： 1．当0 ＜1时，输出为振荡过程，此时二阶环节称为振荡环节。 2．当 ≥1时，输出为一指数上升曲线而不振荡。此时的二阶环节，是两个惯性环节的组合，不是振荡环节。 由此可见，振荡环节是二阶环节，但二阶环节不一定是振荡环节。两个惯性环节不能组成一个振荡环节。 当0 ＜1时，系统的阶跃响应查拉氏变换表得： 。 1.8.4 振荡环节 1.8 其他典型环节 图1-33是振荡环节的功能框图和阶跃响应。振荡环节一般含有两个储存不同形式能量的储能元件和一个耗能元件。由于两个储能元件之间相互有能量交换，使系统输出发生振荡。由于存在耗能