动态结构图课件.pptxVIP

**動態結構圖

**結構圖的基本概念一、結構圖的基本概念：我們可以用結構圖表示系統的組成和信號流向。在引入傳遞函數後，可以把環節的傳遞函數標在結構圖的方塊裏，並把輸入量和輸出量用拉氏變換表示。這時Y(s)=G(s)X(s)的關係可以在結構圖中體現出來。[定義]：表示變數之間數學關係的方塊圖稱為函數結構圖或方塊圖。X(t)Y(t)電位器[例]：結構：結構圖：微分方程：y(t)=kx(t)若已知系統的組成和各部分的傳遞函數，則可以畫出各個部分的結構圖並連成整個系統的結構圖。X(s)G(s)=KY(s)

**結構圖的基本概念[例2-10].求例2-6所示的速度控制系統的結構圖。各部分傳遞函數見例2-8，羅列如下：比較環節：運放Ⅰ：運放Ⅱ：功放環節：

**將上面幾部分按照邏輯連接起來，形成下頁所示的完整結構圖。回饋環節：返回例2-8電動機環節：-

**在結構圖中，不僅能反映系統的組成和信號流向，還能表示信號傳遞過程中的數學關係。系統結構圖也是系統的數學模型，是複域的數學模型。結構圖的基本概念-

**結構圖的等效變換二、結構圖的等效變換：[定義]：在結構圖上進行數學方程的運算。[類型]：①環節的合併； --串聯--並聯--回饋連接②信號分支點或相加點的移動。[原則]：變換前後環節的數學關係保持不變。

**（一）環節的合併：有串聯、並聯和回饋三種形式。環節的並聯：回饋聯接：環節的合併環節的串聯：…

**（二）信號相加點和分支點的移動和互換：如果上述三種連接交叉在一起而無法化簡，則要考慮移動某些信號的相加點和分支點。①信號相加點的移動：把相加點從環節的輸入端移到輸出端信號相加點的移動

**信號相加點的移動和互換把相加點從環節的輸出端移到輸入端：

**②信號分支點的移動：分支點從環節的輸入端移到輸出端信號分支點的移動和互換

**信號相加點和分支點的移動和互換分支點從環節的輸出端移到輸入端：[注意]：相臨的信號相加點位置可以互換；見下例

**信號相加點和分支點的移動和互換同一信號的分支點位置可以互換：見下例相加點和分支點在一般情況下，不能互換。常用的結構圖等效變換見表2-1所以，一般情況下，相加點向相加點移動，分支點向分支點移動。

**結構圖等效變換例子||例2-11[例2-11]利用結構圖等效變換討論兩級RC串聯電路的傳遞函數。[解]：不能把左圖簡單地看成兩個RC電路的串聯,有負載效應。根據電路定理，有以下式子：---

**結構圖等效變換例子||例2-11總的結構圖如下：為了求出總的傳遞函數，需要進行適當的等效變換。一個可能的變換過程如下：-----①--②

**結構圖等效變換例子||例2-11--③-④

**結構圖等效變換例子||例2-12[解]：結構圖等效變換如下：[例2-12]系統結構圖如下，求傳遞函數。-+相加點移動-+①

**-+②結構圖等效變換例子||例2-12

**結構圖等效變換例2[例2]系統結構圖如下，求傳遞函數。

**結構圖等效變換例2

**結構圖等效變換例2

**結構圖等效變換例2

**閉環系統的傳遞函數三、閉環系統的傳遞函數：閉環控制系統（也稱回饋控制系統）的典型結構圖如下圖所示：-+圖中，，為輸入、輸出信號，為系統的偏差，為系統的擾動量，這是不希望的輸入量。由於傳遞函數只能處理單輸入、單輸出系統，因此，我們分別求 對和對的傳遞函數，然後疊加得出總的輸出量。

**給定輸入作用下的閉環系統的傳遞函數（一）給定輸入作用下的閉環系統：令，則有：-輸出量為：上式中，稱為前向通道傳遞函數，前向通道指從輸入端到輸出端沿信號傳送方向的通道。前向通道和回饋通道的乘積稱為開環傳遞函數。含義是主回饋通道斷開時從輸入信號到回饋信號之間的傳遞函數。

**又若單位回饋系統H(s)=1，則有：開環傳遞函數=前向通道傳遞函數。系統的偏差E(s)=R(s)-B(s)=R(s)-C(s)就是系統誤差。系統偏差傳遞函數：-給定輸入作用下的閉環系統的傳遞函數

**擾動輸入作用下的閉環系統