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控制系统的结构图及其简化

时间:2015-02-07 10:18来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
一、结构图的组成 结构图:是由许多对信号进行单向运算的方框和一些信号流向线组成。 两种表示方法: (1)结构图的一端为输入信号r(t),另一端为经过系统或环节后的输出信号c(t) (2)结构图表示系统或元件输入/输出信号的拉氏变换之间的关系。此时,图中标出的
一、结构图的组成

    结构图:是由许多对信号进行单向运算的方框和一些信号流向线组成。

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    两种表示方法:

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    (1)结构图的一端为输入信号r(t),另一端为经过系统或环节后的输出信号c(t) 本文来自www.eadianqi.com

    (2)结构图表示系统或元件输入/输出信号的拉氏变换之间的关系。此时,图中标出的是传递函数。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    一个完整的结构图,包括: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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    (1)信号线 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (2)引出点 本文来自www.eadianqi.com

    (3)比较点

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    (4)方框(或环节) 本文来自www.eadianqi.com

    将组成控制系统的各个环节的函数方框按信号流向一一联接起来,即可画出系统的方框图。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    二、方框图的绘制 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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    然后,画出各环节的函数方框图;再按信号流向将函数方框依次连接起来,即可得到系统的方框。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    

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    [思考题]怎样求传递函数C(s)/R(s)? 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    总结:

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    绘制系统方框图的步骤: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (1)写出组成系统的各环节的运动方程; 本文来自www.eadianqi.com

    (2)求取各环节的传递函数; 本文来自www.eadianqi.com

    (3)根据传函画出相应的函数方框; 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (4)按信号流向将函数方框依次联结起来,即可得到系统的方框图。 本文来自www.eadianqi.com

    三、结构图的等效变换和简化 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    1.结构图的等效变换

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    关键:

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    (1)+、-反馈时的等效传递函数 本文来自www.eadianqi.com

    (2)要求:变换前后应保持信号的等效性,即两条基本原则:

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    变换前后前向通路中传递函数的乘积应保持不变;回路中传递函数的乘积应保持不变。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (3)关于比较点和引出点的移动 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    注意:在移动前后必须保持信号的等效性,而且比较点和引出点之间一般不宜交换其位置。此外,“-”号可以在信号线上越过方框移动,但不能越过比较点和引出点。

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    [例1]求系统的闭环传递函数C(s)/R(s)

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    Step1:将G2(s)、G3(s)等效,再将G4(s)、G5(s)等效

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    Step2:将G2(s)G3(s)与G4(s)+G5(s)等效 本文来自www.eadianqi.com

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    Step3:继续进行等效,得: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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    [例2]化简并求闭环传递函数C(s)/R(s)

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    Answer:

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