自動(dòng)控制原理一零

2.4典例環(huán)節(jié)及傳遞函數(shù)7/13/20231結(jié)構(gòu)圖的基本概念一、結(jié)構(gòu)圖的基本概念：我們可以用結(jié)構(gòu)圖表示系統(tǒng)的組成和信號(hào)流向。在引入傳遞函數(shù)后，可以把環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)標(biāo)在結(jié)構(gòu)圖的方塊里，并把輸入量和輸出量用拉氏變換表示。這時(shí)Y(s)=G(s)X(s)的關(guān)系可以在結(jié)構(gòu)圖中體現(xiàn)出來。[定義]：表示變量之間數(shù)學(xué)關(guān)系的方塊圖稱為函數(shù)結(jié)構(gòu)圖或方塊圖。X(t)Y(t)電位器[例]：結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)圖：微分方程：y(t)=kx(t)若已知系統(tǒng)的組成和各部分的傳遞函數(shù)，則可以畫出各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)圖并連成整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。X(s)G(s)=KY(s)7/13/20232結(jié)構(gòu)圖的基本概念[例2-10].求例2-6所示的速度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。各部分傳遞函數(shù)見例2-8，羅列如下：比較環(huán)節(jié)：運(yùn)放Ⅰ：運(yùn)放Ⅱ：功放環(huán)節(jié)：7/13/20233

將上面幾部分按照邏輯連接起來，形成下頁所示的完整結(jié)構(gòu)圖。反饋環(huán)節(jié)：返回例2-8電動(dòng)機(jī)環(huán)節(jié)：-7/13/20234在親結(jié)犯構(gòu)概圖項(xiàng)中稱，斑不留僅右能看反饒映術(shù)系煮統(tǒng)紋的另組眠成艇和屈信認(rèn)號(hào)柳流草向昌，披還膀能語表既示認(rèn)信春號(hào)雨傳撕遞岡過舅程墊中捧的醒數(shù)辰學(xué)形關(guān)讓系懂。催系法統(tǒng)礎(chǔ)結(jié)欠構(gòu)膽圖未也漢是方系榮統(tǒng)姨的權(quán)數(shù)較學(xué)舟模書型槍，敏是地復(fù)盡域舟的擁數(shù)躲學(xué)綁模苗型窮。結(jié)構(gòu)箱圖的津基本鉤概念-7/貨9/艙20殼235結(jié)張構(gòu)終圖酬的菌等犬效榮變畢換二、歇結(jié)構(gòu)親圖的賠等效恩變換示：[定遭義]潤：在歲結(jié)氧構(gòu)耀圖律上摟進(jìn)債行燥數(shù)旬學(xué)扭方緞程舊的癢運(yùn)僅算攝。[扛類軋型宜]椅：①環(huán)足節(jié)舞的品合閉并全；-李-臟串抵聯(lián)--項(xiàng)并聯(lián)--頭反饋溜連接②燃信落號(hào)窩分荷支買點(diǎn)犯或餡相簽加裁點(diǎn)家的泊移慈動(dòng)任。[原屈則]仍：變換叨前后條環(huán)節(jié)懇的數(shù)限學(xué)關(guān)賠系保外持不妄變。7/柔9/倚20梳236（一納）環(huán)摟節(jié)的喚合并屯：有串諸聯(lián)、敘并聯(lián)封和反桐饋三嬌種形胡式。環(huán)節(jié)的并聯(lián)：反饋聯(lián)接：環(huán)節(jié)揚(yáng)的合溪并環(huán)節(jié)的串聯(lián)：…7仇/祖9稠/弟2魄0奪2繁37（二量）信謹(jǐn)號(hào)相畫加點(diǎn)撞和分性支點(diǎn)棒的移途動(dòng)和灣互換：如賢果迎上用述突三浸種陸連為接純交角叉胳在衛(wèi)一慣起躬而漁無研法朋化康簡望，倉則汪要毅考謊慮駁移惰動(dòng)巾某懷些代信矛號(hào)泄的竄相慕加騎點(diǎn)耍和客分秋支掀點(diǎn)劫。①岸信閱號(hào)導(dǎo)相乏加幟點(diǎn)慕的意移偷動(dòng)額：把造相健加滿點(diǎn)偷從真環(huán)龍節(jié)齡的突輸棍入姿端運(yùn)移鍛到似輸?shù)涑鲆诵盘?hào)戲相加瘡點(diǎn)的芽移動(dòng)7/喊9/德20澆238信漢號(hào)熔相議加司點(diǎn)恐的惠移盟動(dòng)裕和天互離換把棋相煉加香點(diǎn)睬從多環(huán)展節(jié)碗的尼輸跡出俊端療移膽到喪輸君入本端殖：7/監(jiān)9/丑20歉239②信重號(hào)阻分嚷支媽點(diǎn)徐的頁移柄動(dòng)屑：分澇支慕點(diǎn)乳從密環(huán)御節(jié)檢的宵輸?shù)饺雲(yún)嵌藙┮婆铰递斪娉鲋诵耪ヌ?hào)趙分怠支膏點(diǎn)閱的村移光動(dòng)母和株互鍛換7/煤9/票20腸231霧0信廉號(hào)壞相份加垂點(diǎn)脹和寄分牢支犁點(diǎn)掏的蘆移價(jià)動(dòng)憂和性互倡換分哄支聽點(diǎn)粒從嶄環(huán)哀節(jié)厚的掛輸唱出宣端差移陰到柳輸佩入靈端莖：[寶注壓意傅]婦：相池臨燭的逐信關(guān)號(hào)稻相達(dá)加援點(diǎn)棒位答置丸可調(diào)以犁互旺換師；蠟見倚下滴例7胡/乏9啟/活2胡0教2還31淚1信壯號(hào)忠相少加史點(diǎn)禿和旁分袍支桶點(diǎn)靠的銜移裁動(dòng)掀和叼互井換同一佛信號(hào)各的分蜓支點(diǎn)址位置籌可以這互換趣：見皺下例相加攀點(diǎn)和遲分支艘點(diǎn)在久一般辛情況垮下，多不能按互換孤。常用愁的結(jié)登構(gòu)圖捧等效厚變換還見表靠2-狼1所腹以仙，祥一溪般佳情睡況域下延，視相些加剝點(diǎn)沉向桌相渠加乳點(diǎn)伐移慌動(dòng)菠，徐分霉支革點(diǎn)胳向孟分浸支嗚點(diǎn)植移僵動(dòng)居。7皂/練9層/瞎2凡0逗2蔥312結(jié)億構(gòu)季圖繼等顛效洗變柳換黑例毯子謀|藝|存例襯2蝦-慌1充1[例令2-蜓11僅]利用暈結(jié)構(gòu)長圖等懼效變肢換討墓論兩科級(jí)RC串拋聯(lián)谷電魂路尸的核傳察遞訂函飯數(shù)膚。[解滔]：捎不能橫把左役圖簡牽單地下看成劇兩個(gè)RC電路泉的串布聯(lián),紋有負(fù)貪載效杠應(yīng)。羽根據(jù)姨電路宿定理氣，有群以下舌式子堂：---7內(nèi)/綢9變/萄2快0夏2燦313結(jié)曲構(gòu)救圖刻等犁效蔑變厲換程例納子籃|售|撇例曲2濁-長1此1總闖的梢結(jié)畫構(gòu)潤圖同如工下賣：為了巾求出皮總的脖傳遞抬函數(shù)例，需懇要進(jìn)陳行適賤當(dāng)?shù)脑械刃О儞Q閱。一剩個(gè)可族能的律變換售過程攀如下老：-----①--②7繞/尋9瞇/鍛2厲0月2珠31單4結(jié)蒸構(gòu)僻圖凱等米效抓變釀?chuàng)Q澆例葵子乒|抬|真例蝕2諒-緣瑞1疏1--③-④7房誠/攤9夜/東2晃0奧2翠31布5結(jié)構(gòu)改圖等夫效變畝換例每子|讀|例炭2-送12[拘解荒]坡：沖結(jié)儲(chǔ)構(gòu)蠢圖妙等鑰效餃變膠換遷如盟下嘩：[例2-12]系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，求傳遞函數(shù)。-+相加點(diǎn)移動(dòng)-+①7/黑9/臥20綱231傭6-+②結(jié)構(gòu)荷圖等丟效變尊換例牧子|皇|例演2-握127/刷9/仗20笨231旋7閉環(huán)械系統(tǒng)府的傳跑遞函啟數(shù)三、岸閉環(huán)霉系統(tǒng)氧的傳愈遞函濫數(shù)：閉朝環(huán)魄控弊制躁系醋統(tǒng)兄（澆也胸稱椅反徑饋剪控茄制臨系糖統(tǒng)貍）輝的德典痰型助結(jié)壘構(gòu)際圖臉如淚下辨圖鋸所種示質(zhì)：-+圖中，，為輸入、輸出信號(hào)，為系統(tǒng)的偏差，為系統(tǒng)的擾動(dòng)量，這是不希望的輸入量。由于傳遞函數(shù)只能處理單輸入、單輸出系統(tǒng)，因此，我們分別求 對(duì)和對(duì)的傳遞函數(shù)，然后疊加得出總的輸出量。7/垃9/難20扮231良8給握定項(xiàng)輸升入者作適用伴下兄的吃閉介環(huán)桿系盼統(tǒng)盤的殼傳果遞緞函領(lǐng)數(shù)（一）給定輸入作用下的閉環(huán)系統(tǒng)：令，則有：-輸出量為：上式中，稱為前向通道傳遞函數(shù)，前向通道指從輸入端到輸出端沿信號(hào)傳送方向的通道。前向通道和反饋通道的乘積稱為開環(huán)傳遞函數(shù)。含義是主反饋通道斷開時(shí)從輸入信號(hào)到反饋信號(hào)之間的傳遞函數(shù)。7筆/擔(dān)9猶/懲2處0揮2亭31訂9又若單位反饋系統(tǒng)H(s)=1，則有：開環(huán)傳遞函數(shù)=前向通道傳遞函數(shù)。系統(tǒng)的偏差E(s)=R(s)-B(s)=R(s)-C(s)就是系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)偏差傳遞函數(shù)：-給治定依輸惕入就作陽用頃下頂?shù)恼荛]麻環(huán)溜系瘦統(tǒng)刺的觸傳畏遞訴函傲數(shù)7暢/嶄9瘦/吉2蹤蝶0弱2護(hù)320擾動(dòng)卷輸入嘩作用叛下的欄閉環(huán)神系統(tǒng)鳥的傳珠遞函鵲數(shù)（二）斥擾動(dòng)煩作用庸下的功閉環(huán)浪系統(tǒng)頁：此時(shí)R乓(棒s耐)毯=咳0青,結(jié)構(gòu)械圖如餅下：輸出對(duì)擾動(dòng)的傳遞函數(shù)為：輸出為：一般要求由擾動(dòng)量產(chǎn)生的輸出量應(yīng)為零。系統(tǒng)的誤差為-C(s),偏差E(s)=0-B(s)=-H(s)C(s)，擾動(dòng)作用下偏差傳遞函數(shù)為：-+7/爹9/偽20罪2321給橡定懼輸適入館和糟擾耀動(dòng)滲輸雅入陰作藥用愁下盈的喪閉啄環(huán)縫系雞統(tǒng)訴的蠅傳粒遞失函蟻數(shù)(三修）塵給扁定概輸愿入戴和步擾龍動(dòng)故輸根入榮同忘時(shí)烘作掉用跪下距的依閉棵環(huán)泡系脹統(tǒng)根儲(chǔ)據(jù)弓線喝性珠迭靠加協(xié)原滴理謝：輸出：偏差：[提示]：各個(gè)傳遞函數(shù)都具有相同的分母，分母稱為控制系統(tǒng)的特征表達(dá)式。7/測(cè)9/券20環(huán)23222頓.貢5盆、泛2私.鑄6動(dòng)挖態(tài)石結(jié)桶構(gòu)圍圖箱的禍等奧效叉變血換結(jié)構(gòu)勢(shì)圖的元概念自和繪姓制方女法；結(jié)雅構(gòu)售圖雄的盾等第效椒變楊換芽