自动控制理论信号流程图补充.ppt

,自动控制原理,第二章 控制系统的数学模型 §1.1 引言 §1.2 控制系统的时域数学模型 §1.3 控制系统的复域数学模型 §1.4 控制系统的结构图及其等效变换 §2.5 控制系统的信号流图 §2.6 控制系统的传递函数,课堂回顾,§2.3.3 传递函数的性质,§2.3.1 传递函数的定义,§2.3.2 传递函数的标准形式,§2.3.4 传递函数的局限性,控制系统模型,微分方程（时域）,传递函数（复域）,(1) G(s) 是复函数； (2) G(s) 只与系统自身的结构参数有关； (3) G(s) 与系统微分方程直接关联； (4) G(s) = L k(t) ； (5) G(s) 与 s 平面上的零极点图相对应。,课程回顾（2）,§2.3.3 典型环节 （1）比例环节 （2）微分环节 （3）积分环节 （4）惯性环节 （5）振荡环节 （6）一阶复合微分环节 （7）二阶复合微分环节,§2.3.3 典型环节(1),环节：具有相同形式传递函数的元部件的分类。 典型环节及其传递函数.doc 不同的元部件可以有相同的传递函数； 若输入输出变量选择不同，同一部件可以有不同的传递函数 ； 任一传递函数都可看作典型环节的组合。,§2.3.3 典型环节(2),传递函数都可看作典型环节的组合,负载效应问题,控制系统的数学模型,§2.4 控制系统的结构图及其等效变换,§2.4.1 结构图的组成及绘制.doc §2.4.2 结构图等效变换规则.doc,控制系统的数学模型,§2.4 控制系统的结构图及其等效变换(1),§2.4.1 结构图的组成及绘制,§2.4 控制系统的结构图及其等效变换(1),§2.4.2 结构图等效变换规则,结构图等效变换举例,§2.5 控制系统的信号流图,§2.5.1 信号流图与结构图的对应关系 信号流图 结构图 源节点 输入信号 阱节点 输出信号 混合节点 比较点，引出点 支路 环节 支路增益 环节传递函数 前向通路 回路 互不接触回路,信号流图与结构图的转换（1）,控制系统信号流图,（1）信号流图 结构图,控制系统结构图,信号流图与结构图的转换（2）,控制系统结构图,（2）结构图 信号流图,系统信号流图,§2.5.2 梅逊（Mason）增益公式,Mason公式: 特征式 前向通路的条数 第k条前向通路的总增益 所有不同回路的回路增益之和 两两互不接触回路的回路增益乘积之和 互不接触回路中，每次取其中三个的回路增益乘 积之和 第k条前向通路的余子式(把与第k条前向通路接 触的回路去除，剩余回路构成的子特征式,Mason 公式（1）,例 1 求传递函数 C(s)/R(s),控制系统结构图,例 1 求C(s)/R(s),Mason 公式（2）,例 2 求传递函数 C(s)/R(s),控制系统结构图,例 2 求C(s)/R(s),Mason 公式（3）,例 3 求传递函数 C(s)/R(s),控制系统结构图,例 3 求C(s)/R(s),Mason 公式（4）,例 4 求传递函数 C(s)/R(s),控制系统结构图,例 4 求C(s)/R(s),Mason 公式（5）,例 5 求传递函数 C(s)/R(s),控制系统结构图,例 5 求C(s)/R(s),Mason 公式（6）,控制系统结构图,例 6 求传递函数 C(s)/R(s), C(s)/N(s),例6 求 C(s)/R(s), C(s)/N(s),§2.6 控制系统的传递函数,开环传递函数 输入 r(t) 作用下的闭环传递函数,控制系统的传递函数,3. 干扰 n(t) 作用下的闭环传递函数 4. 系统的总输出 C(s) 及总误差 E(s),控制系统的传递函数 (例),例7 系统结构图如右图所示， 求当输入 r(t) = 1(t) 干扰 n(t) =d(t) 初条件 c(0) = -1 c(0) = 0 时系统的总输出 c(t) 和总误差e(t)。 求解,