自动控制原理一一

2.3、2.4、2.5动态结构图7/13/20231结构图的基本概念一、结构图的基本概念：我们可以用结构图表示系统的组成和信号流向。在引入传递函数后，可以把环节的传递函数标在结构图的方块里，并把输入量和输出量用拉氏变换表示。这时Y(s)=G(s)X(s)的关系可以在结构图中体现出来。[定义]：表示变量之间数学关系的方块图称为函数结构图或方块图。X(t)Y(t)电位器[例]：结构：结构图：微分方程：y(t)=kx(t)若已知系统的组成和各部分的传递函数，则可以画出各个部分的结构图并连成整个系统的结构图。X(s)G(s)=KY(s)7/13/20232结构图的基本概念[例2-10].求例2-6所示的速度控制系统的结构图。各部分传递函数见例2-8，罗列如下：比较环节：运放Ⅰ：运放Ⅱ：功放环节：7/13/20233

将上面几部分按照逻辑连接起来，形成下页所示的完整结构图。反馈环节：返回例2-8电动机环节：-7/13/20234在结蜂构图腿中，胞不仅幅能反赢映系聪统的卸组成犁和信细号流笼向，歉还能排表示依信号厘传递占过程寄中的舟数学脾关系汉。系热统结辱构图脚也是脚系统庸的数全学模我型，戏是复芦域的芽数学较模型健。结糕构缴图吼的敌基踢本圣概宜念-7/宁9/晨20吐235结搂构廊图额的盟等转效歼变滤换二、阳结构振图的贤等效嚷变换宿：[定动义]闹：在虫结楼构燥图疾上役进浩行搅数忍学蹲方旱程吸的压运窝算衔。[不类望型童]辰：①环薯节谅的剖合勤并睡；--速串联-膀-垂并姨联--流反馈丙连接②信布号分世支点广或相莫加点得的移枕动。[公原嫂则华]诞：变换别前后醉环节腹的数抗学关敲系保凑持不识变。7骗/仰9罩/贺2古0匪2陆36（一芽）环康节的仇合并队：有串值联、垂并联拆和反拳馈三架种形废式。环节的并联：反馈联接：环矮节禽的蚀合炼并环节的串联：…7/棕9/才20棵237（忙二须）霉信比号漏相火加书点叮和练分喉支剧点坑的服移矩动桌和红互级换：如果瓣上述跌三种燃连接醉交叉躁在一判起而炸无法就化简俊，则国要考驴虑移若动某攀些信李号的虾相加谷点和坏分支筐点。①夕信再号桐相侵加震点腰的抱移赔动描：把犬相年加名点父从呆环株节哈的锦输私入岛端元移歉到绑输串出舰端信使号损相交加昂点竹的壁移霸动7悬/尿9蚁/认2出0险2蕉38信号役相加海点的显移动孔和互能换把悔相还加兆点笋从祝环巾节胃的衰输招出合端食移急到严输拖入都端尚：7启/泰9期/号2搂0咳2议39②信条号旷分摩支隐点顽的截移获动裹：分支温点从抱环节摸的输杏入端捕移到柜输出怀端信爸号蒜分晴支麦点享的淘移热动忧和境互诉换7萄/挤9饲/暂2虏0眨2侧31碗0信壳号编相拖加漏点坚和私分取支雅点奇的炕移模动国和卸互竞换分支旱点从炕环节勉的输具出端钱移到艇输入前端：[田注边意冶]牺：相糟临捆的饰信爬号疤相颗加奴点糊位扮置倾可扯以枣互迷换烧；姻见走下弟例7/多9/阔20伙231划1信号直相加挨点和冠分支酬点的匀移动休和互盐换同一恩信号冻的分继支点翠位置欠可以错互换松：见娱下例相郊加吊点咐和滥分握支仁点油在音一摸般漏情夏况使下扯，闻不腾能涝互赞换脆。常贪用势的闹结葵构搂图判等驶效嘴变仗换土见跑表草2青-单1所挺以秤，羊一边般虏情秀况旁下肆，沃相请加侄点阿向勤相刺加融点鸣移距动恭，昌分谋支洁点舱向市分叮支虹点拖移贩动剩。7付/凡9捎/晒2带0竹2承312结挑构树图添等剖效芹变棚换趁例杰子歪|踪蝶|产例竿2匠-末1届1[尽例猾2扩-饼1洞1奋]利用盲结构次图等晌效变译换讨加论两茂级RC串联壳电路栽的传录递函程数。[贷解滑]童：明不酬能符把援左出图践简滚单扰地伪看针成政两些个RC电烤路虚的匀串煎联脖,男有蚂负垫载迫效岔应钓。供根陡据耳电棒路已定非理史，栗有寺以谢下绵式绣子吴：---7/锈9/己20给2313结酬构绳图健等脱效境变出换图例争子态|哲|息例捡2树-严1沾1总的骄结构法图如阳下：为了屋求出通总的乎传递陈函数虏，需撑要进套行适衡当的桐等效唇变换打。一槐个可敞能的捏变换践过程劲如下远：-----①--②7稿/神9犯/备2切0仇2划314结构风图等规效变预换例将子|伴|例喝2-茎11--③-④7幼/规9鸦/不2喊0颤2愉315结涌构罢图绘等妈效最变欺换洽例旅子艘|缸|环例灾2汁-停1泼2[获解敏]狼：坐结春构查图畅等蒜效印变写换餐如楚下殖：[例2-12]系统结构图如下，求传递函数。-+相加点移动-+①7摧/吸9痰/果2腰0玩2烦31堡6-+②结津构已图唤等砌效抵变坑换唐例草子占|没|赏例秘2揪-担1亿27班/踏9艳/狐2牧0五2朗31路7结紫构算图蛋等丑效朽变六换泽例幼2[例2]系统结构图如下，求传递函数。7/昆9/后20沙231镜8结构爱图等位效变贩换例尖27才/拣9陶/汇2济0节2劝31芦9结没构吼图丛等填效丛变那换附例全27摧/哗9坏/淋2贫0绣2植32挺0结构妄图等铜效变用换例届27/傲9/岔20恐232兵1闭竹环侵系衫统虎的隐传荣递奴函辱数三蓬、雨闭忍环云系宣统赛的灿传掌递建函惧数妥：闭奴环铸控匪制丘系睬统惠（台也酬称巴反队馈外控姿制火系项统幕）妥的续典鞠型之结掩构严图标如投下怠图报所风示角：-+图中，，为输入、输出信号，为系统的偏差，为系统的扰动量，这是不希望的输入量。由于传递函数只能处理单输入、单输出系统，因此，我们分别求 对和对的传递函数，然后叠加得出总的输出量。7/羊9/族20幕2322给珍定剩输卡入倦作坐用蚕下睡的矮闭粉环瞎系益统穷的勉传侨递龟函碎数（一）给定输入作用下的闭环系统：令，则有：-输出量为：上式中，称为前向通道传递函数，前向通道指从输入端到输出端沿信号传送方向的通道。前向通道和反馈通道的乘积称为开环传递函数。含义是主反馈通道断开时从输入信号到反馈信号之间的传递函数。7/猜9/脾20须232晃3又若单位反馈系统H(s)=1，则有：开环传递函数=前向通道传递函数。系统的偏差E(s)=R(s)-B(s)=R(s)-C(s)就是系统误差。系统偏差传递函数：-给捧定胀输独入医作虚用乳下子的体闭蒙环知系啦统方的鬼传早递肺函预数7练/莫9蛾/解2鞭0假2忌32硬4扰动身输入锈作用楼下的坐闭环桌系统四的传凝递函解数（二掠）氏扰结动责作嘱用峡下葬的叨闭凤环锋系扩统峡：此时R(赌s)声=0男,结构础图如畅下：输出对扰动的传递函数为：输出为：一般要求由扰动量产生的输出量应为零。系统的误差为-C(s),偏差E(s)=0-B(s)=-H(s)C(s)，扰动作用下偏差传递函数为：-+7注/同9鼻/张2债0言2第32始5给校定惊输市入蜜和钩扰染动风输旺入画作谅用待下胖的矮闭霜环黄系间统柿的拳传塞递庙函然数(三乒）眠给剪定泊输厕入糠和野扰挥动巡寿输英入研同继时夜作腾用尸下眨的虏闭坦环棒系寸统根组据花线姻性赢迭怪加接原挠理专：输出：偏差：[提示]：各个传递函数都具有相同的分母，分母称为控制系统的特征表达式。7锯/状9仇/懒2蚁0柏2饰326小响结结构