机自课程控制工程unit6.pptxVIP

梅志千

实验楼A210

河海大学机电工程学院

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控制工程基础

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§2-3控制系统的结构图与信号流图

控制系统的结构图与信号流图都是描述系统各部件之间信号传递关系的数学图形，它们表示了系统中各变量之间的因果关系以及对各变量所进行的运算，是控制理论中描述复杂系统的一种简便、形象的方法。

一.结构图的组成与绘制

1.组成

(1)信号线；

(2)引出点，从同一位置上引出的信号在数值和性质上完

全相同；

(3)比较点；

(4)方框，表示对信号的数学运算，或传递。

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比较点

方框

引出点

方框

信号线

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2.绘制

建立系统各元部件的微分方程,明确信号的因果关系（输入/输出）；

对上述微分方程进行拉氏变换，绘制各部件的方框图；

按照信号在系统中的传递、变换过程，依次将各部件的方框图连接起来，得到系统的方框图。

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二

阶

机

械

平

动

系

统

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机床

工作台面

轴控制系统局部

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二.结构图的等效变换和简化

1.串联方框的简化

几个环节串联，总的传递函数等于每个环节的传递函数的乘积。

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同向环节并联的传递函数等于所有并联的环节传递

函数之和。

并联方框的简化

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反馈方框的简化

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基于比较点的简化

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基于引出点的简化

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把几个回路共用的线路及环节分开，使每一个

局部回路、及主反馈都有自己专用线路和环节；

确定系统中的输入输出量，把输入量到输出量

的一条线路列成方块图中的前向通道；

通过比较点和引出点的移动消除交错回路；

先求出并联环节和具有局部反馈环节的传递函

数，然后求出整个系统的传递函数。

方块图求取传递函数-简化法

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作业：2-17(a,c,e)