框圖化簡(jiǎn)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 框圖化簡(jiǎn)框圖化簡(jiǎn) 2.3.1 2.3.1 移動(dòng)規(guī)則移動(dòng)規(guī)則 1 1、分支點(diǎn)的移動(dòng)、分支點(diǎn)的移動(dòng) 1 1）前移：分支點(diǎn)前移，必須在移動(dòng)支路）前移：分支點(diǎn)前移，必須在移動(dòng)支路 ( (分支路分支路) )上串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的方框。上串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的方框。 第1頁/共30頁 2 2）后移：分支點(diǎn)后移，必須在移動(dòng)支路）后移：分支點(diǎn)后移，必須在移動(dòng)支路 ( (分支路分支路) )上串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的倒數(shù)上串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的倒數(shù) 的方框。的方框。 第2頁/共30頁 2 2、相加點(diǎn)、相加點(diǎn)( (比較點(diǎn)比較點(diǎn)) )的移動(dòng)的移動(dòng) 1 1）后移：相加點(diǎn)后移，必須在移動(dòng)支路上）后移：相加點(diǎn)后移，必須在

2、移動(dòng)支路上 串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的方框。串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的方框。 第3頁/共30頁 2 2）前移：相加點(diǎn)前移，必須在移動(dòng)支路上）前移：相加點(diǎn)前移，必須在移動(dòng)支路上 串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的倒數(shù)的方框。串聯(lián)所經(jīng)過傳遞函數(shù)的倒數(shù)的方框。 第4頁/共30頁 2.3.2 2.3.2 簡(jiǎn)化原則簡(jiǎn)化原則( (其他一些規(guī)則其他一些規(guī)則) ) 1 1當(dāng)相加點(diǎn)之間無其他方框和分支點(diǎn)時(shí)，當(dāng)相加點(diǎn)之間無其他方框和分支點(diǎn)時(shí)， 相加點(diǎn)可以前后交換。相加點(diǎn)可以前后交換。 3 3相加點(diǎn)為兩個(gè)以上輸入量時(shí)，相加相加點(diǎn)為兩個(gè)以上輸入量時(shí)，相加 點(diǎn)可以分開，先后相加，結(jié)果不變。點(diǎn)可以分開，先后相加，結(jié)果不變。 2 2對(duì)串聯(lián)的方框，如

3、果中間沒有相加點(diǎn)對(duì)串聯(lián)的方框，如果中間沒有相加點(diǎn) 或分支點(diǎn)，可以前后交換或結(jié)合為一個(gè)?；蚍种c(diǎn)，可以前后交換或結(jié)合為一個(gè)。 第5頁/共30頁 4 4分支點(diǎn)移動(dòng)到相加點(diǎn)之前，必須在分支點(diǎn)移動(dòng)到相加點(diǎn)之前，必須在 移動(dòng)的分支路上補(bǔ)加上信號(hào)，即在移動(dòng)的分支路上補(bǔ)加上信號(hào)，即在 移動(dòng)分支路上增加相同的相加點(diǎn)。移動(dòng)分支路上增加相同的相加點(diǎn)。 5 5要分清是并聯(lián)的方框圖還是反饋的要分清是并聯(lián)的方框圖還是反饋的 方框圖，再做相應(yīng)的處理。方框圖，再做相應(yīng)的處理。 第6頁/共30頁 2.3.3 2.3.3 簡(jiǎn)化過程中的兩條原則簡(jiǎn)化過程中的兩條原則 ( (等效原則在具體的傳遞函數(shù)中的體現(xiàn)等效原則在具體的傳遞函數(shù)中

4、的體現(xiàn)) ) （化簡(jiǎn)后的檢驗(yàn)規(guī)則）（化簡(jiǎn)后的檢驗(yàn)規(guī)則） 1 1前向通道中傳遞函數(shù)的乘積必須前向通道中傳遞函數(shù)的乘積必須 保持不變。保持不變。 2 2各反饋回路開環(huán)傳遞函數(shù)的乘各反饋回路開環(huán)傳遞函數(shù)的乘 積積 必須保持不變。必須保持不變。 第7頁/共30頁 例：化簡(jiǎn)方框圖，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。例：化簡(jiǎn)方框圖，求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。 )( 1 sG)( 2 sG)( 3 sG)( 4 sG )( 5 sG )( 6 sG )( 7 sG 第8頁/共30頁 解：解：A A點(diǎn)后移，得點(diǎn)后移，得 )( 1 sG)( 2 sG)( 3 sG)( 4 sG )( 5 sG )( 6 sG )( 7 sG )( 1 4

5、 sG 第9頁/共30頁 消去回路消去回路，得，得 )( 1 sG)( 2 sG )( 5 sG )( 7 sG )( 1 4 sG )()()(1 )()( 643 43 sGsGsG sGsG 第10頁/共30頁 消去回路消去回路，得，得 )( 1 sG )( 7 sG 643532 432 1GGGGGG GGG 第11頁/共30頁 消去回路消去回路，得，得 74321643532 4321 1 )( GGGGGGGGGGG GGGG sG 74321643532 4321 1GGGGGGGGGGG GGGG )(sX i )(sX o 第12頁/共30頁 可得公式可得公式: :( (含

6、有多個(gè)局部反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù)含有多個(gè)局部反饋的閉環(huán)傳遞函數(shù) ) ) 1 )( )( )( 遞函數(shù)之積每一反饋回路的開環(huán)傳 積前向通道的傳遞函數(shù)之 sX sX sG i o B 第13頁/共30頁 方括號(hào)內(nèi)每一項(xiàng)的符號(hào)是這樣決定的：方括號(hào)內(nèi)每一項(xiàng)的符號(hào)是這樣決定的： 相加點(diǎn)處對(duì)反饋信號(hào)為相相加點(diǎn)處對(duì)反饋信號(hào)為相加加時(shí)取時(shí)取負(fù)負(fù)號(hào)；號(hào)； 注意在應(yīng)用此公式時(shí)，必須要具備以下條件：注意在應(yīng)用此公式時(shí)，必須要具備以下條件： 1 1、整個(gè)方框圖只有一條前向通道。、整個(gè)方框圖只有一條前向通道。 2 2、各局部反饋回路間存在公共的傳遞、各局部反饋回路間存在公共的傳遞 函數(shù)方框。函數(shù)方框。 相加點(diǎn)處對(duì)反饋信號(hào)為

7、相相加點(diǎn)處對(duì)反饋信號(hào)為相減減時(shí)取時(shí)取正正號(hào)。號(hào)。 第14頁/共30頁 1 G 2 G 1 R 2 R )(sX i )(sX o （錯(cuò)誤） 應(yīng)用公式： 2211 21 1 )( RGRG GG sG 第15頁/共30頁 （正確） 實(shí)際： 21212211 21 22 2 11 1 1 11 )( RRGGRGRG GG RG G RG G sG 存在公共的方框。因?yàn)閮删植糠答佒g不 第16頁/共30頁 i X o X 1 G 2 G 1 R 2 R （正確） 應(yīng)用公式： 12211 21 1 )( GRGRG GG sG 第17頁/共30頁 （正確） 實(shí)際： 22111 21 22 11 1

8、2 11 1 1 1 1 1 )( RGGRG GG RG RG G G RG G sG 。所以應(yīng)用公式是正確的 有公共的方框，因?yàn)閮蓚€(gè)反饋回路之間 第18頁/共30頁 2.3.42.3.4 方框圖的繪制方框圖的繪制 對(duì)扭轉(zhuǎn)彈簧對(duì)扭轉(zhuǎn)彈簧 T 11w q 22w qk t dtkkT)()( 2121 wwqq 第19頁/共30頁 T 11w q 22w qf )()( 2121 qqww ffT 第20頁/共30頁 T qw J 2 2 dt d J dt d JT qw 第21頁/共30頁 例：例： 1 J 2 J 1 k 2 k f )(t A q)(t o q)( 2 tT)(t i

9、q)( 1 tT 粘性摩擦系數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)矩 扭簧剛度輸出轉(zhuǎn)角輸入轉(zhuǎn)角 fJJtTtT kktt oi 2121 21 )(),( ,)()(qq 第22頁/共30頁 解：對(duì)每一個(gè)元件列方程解：對(duì)每一個(gè)元件列方程 )()()( )()()( )()()( )()()( 222 222 2111 111 tTtftJJ ttktTk tTtTtJJ ttktTk oo oA A Ai qq qq q qq 對(duì) 對(duì) 對(duì) 對(duì) 第23頁/共30頁 設(shè)初始條件為零，由拉氏變換得設(shè)初始條件為零，由拉氏變換得 ) 1 ( 11 ssKsT Ai qq s i q sT1 s A q 1 K ) 1 ( 第2

10、4頁/共30頁 )2( 21 2 1 sTsTssJ A q sT 1 s A q sT2 2 1 1 sJ )2( 第25頁/共30頁 )3( 22 ssKsT oA qq s A q sT2 s o q 2 K ) 3( 第26頁/共30頁 )4( 2 22 sfsssJsT oo qq sT 2 s o q fssJ 2 2 1 )4( 第27頁/共30頁 綜合上述圖形：綜合上述圖形： 經(jīng)相加點(diǎn)前移和分支點(diǎn)后移即可求出傳函。經(jīng)相加點(diǎn)前移和分支點(diǎn)后移即可求出傳函。 s o q fssJ 2 2 1 sT 2 s A q 2 1 1 sJ )(s i q 1 K )( 1 sT s A q 2 K s o q sT2 1 1 K fs