自动控制原理——第4讲

1、第四讲第二章 动态结构图等效变换2012.09.17第一类 串联环节的等效传递函数 并联环节的等效传递函数 反馈连接环节的等效传递函数第二类 综合点移动规则（前移、后移） 测量点移动规则（前移、后移） 综合点之间、测量点之间移动 综合点与测量点之间移动（慎重）原则：原则：保持移动前后封闭域输入输出关系不变。保持移动前后封闭域输入输出关系不变。引出点前移引出点前移比较点后移比较点后移 G(s)G(s)X2(s)X1(s)X3(s)+-G(s)X1(s)X3(s)X2(s)+-移动的支路上乘以它所扫过方框内的传函。移动的支路上乘以它所扫过方框内的传函。G(s)X1(s)X2(s)32( )( )X

2、 sX sG(s)G(s)X2(s)X1(s)32( )( )X sX s引出点和比较点的移动变换举例引出点和比较点的移动变换举例引出点后移引出点后移比较点前移比较点前移 移动的支路上乘以它所扫过方框内的传函的倒数。移动的支路上乘以它所扫过方框内的传函的倒数。G(s)X1(s)X2(s)31( )( )X sX sG(s)X2(s)X1(s)1( )G s31( )( )X sX sG(s)+-1( )X s3( )X s2( )X s+-( )G s1( )G s2( )X s3( )X s1( )X s（1 1）用最少的步骤将系统结构图化成由三）用最少的步骤将系统结构图化成由三种基本结构组

3、成的图形，然后通过串联和并种基本结构组成的图形，然后通过串联和并联变换化简信号通道，通过反馈回路变换化联变换化简信号通道，通过反馈回路变换化简回路（记住公式）。简回路（记住公式）。变换变换思路思路（2 2）通过比较点和引出点的移动）通过比较点和引出点的移动( (向同类移向同类移动动, ,并利用可交换性法则）并利用可交换性法则）, ,解除回路之间互解除回路之间互相交连的部分相交连的部分, ,从而简化结构图。从而简化结构图。 变换技巧一：向同类移动变换技巧一：向同类移动 引出点向引出点移动，比较点向比较引出点向引出点移动，比较点向比较点移动。移动后再将它们合并，以减少结点移动。移动后再将它们合并，

4、以减少结构图中引出点和比较点的数目。一般适用构图中引出点和比较点的数目。一般适用于前向通道。于前向通道。u变换技巧变换技巧sC21)(sUosC11)(1sU)(2sI11R)(sUi)(1sI21R)(2sI1RsC21111CsR1122CsR21CsR)(sUi)(sUo)(sUi)(sUo212211) 1)(1(1CsRCsRCsR注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算例例1 两级两级RC电路结构图的等效变换。电路结构图的等效变换。R1C2Ur(s)Uc(s)C1R2)(1sI)(2sI)(1sU注意：绘制系统结构图的步骤1/R11/sC11/R21/sC2UC

5、(s)U1(s)I1(s)I2(s)-U1(s)-UC(s)I2(s)Ur(s) 变换技巧二：作用分解变换技巧二：作用分解 同一个变量作用于两个比较点，或同一个变量作用于两个比较点，或者是两个变量作用于同一个方框，可以者是两个变量作用于同一个方框，可以把这种作用分解成两个单独的回路，用把这种作用分解成两个单独的回路，用以化解回路之间的相互交连。一般适用以化解回路之间的相互交连。一般适用于反馈通道。于反馈通道。注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算先简化先简化红线框红线框例例2 求系统传函。求系统传函。注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算注意图形等效后面的代数辅助运算反思：有没有更好的方法？结构图化简方法小结结构图化简方法小结1.三个法则移动法则：向同类移动