第2章4传递函数方块图及其化简课件

jik041复习：1.微分方程的拉氏算子解法;2.系统的响应就是微分方程的解总响应x(t)=零输入响应xZ(t)+零状态响应xs(t)=瞬态响应+稳态响应3.传函的的定义（零初始条件）

4.由微分方程求传递函数的方法：

5.传函的零点、极点（系统微分方程的特征根）；6.输出的时域表示：jik041复习：4.由微分方程求传递函数的方法：5.传jik042§2.3传递函数方框图及其化简

一.传递函数方框图的绘制1．方框图的结构要素

将组成系统的各个环节用传递函数方框来表示，并将相应的变量按照信号的流向连接起来，就构成系统的传递函数方框图。jik042§2.3传递函数方框图及其化简1．方框图的jik0432．系统方框图的建立

(1)列写原始微分方程；(2)在零初始条件下，对原始微分方程分别进行拉斯变换；(3)根据因果关系，确定各个原始微分方程分中的输入量与输出量，并将拉斯变换的结果表示成传递函数方框图的形式；(4)按信号的传递过程，依次将上述各个方框图连接起来，构成整个系统的传递函数方框图，一般输入在左边，输出在右边。jik0432．系统方框图的建立(1)列写原始微分方程；jik044例2：

绘制电枢控制式直流电动机的传递函数

方框图。（1）电压平衡方程:

（2）反电势:

输入：输出：jik044例2：绘制电枢控制式直流电动机的传递函数（1jik045（3）力矩平衡方程:

输入：输出：（4）电磁转矩:输入：输出：合画∶

直流电动机自身是一闭环系统，反电动势起负反馈作用，可以帮助改善电动机的稳定性。jik045（3）力矩平衡方程:输入：输出：（4）电磁转jik046二．传递函数方框图的等效变换1.串联传递函数等于各相串传函之积。负载效应问题

jik046二．传递函数方框图的等效变换负载效应问题jik047考虑负载效应

2．并联传函等于各相并传函之和

3．闭环传函的框图

jik047考虑负载效应2．并联传函等于各相并传函之和jik048含义：开环传函GK(s)等于前向通道与反馈回路传函的积。

注意：开环传函无量纲.jik048含义：开环传函GK(s)等于前向通道与反馈回路jik049(4)闭环传函GB(s)∶一个重要公式∶闭环系统的传递函数

jik049(4)闭环传函GB(s)∶一个重要公式∶闭环jik0410讨论：（1）单位反馈：H(s)=1

(2)正反馈与负反馈∶负反馈：反馈信号减弱输入信号，使误差信号减小；正反馈：反馈信号加强输入信号，使误差信号增大。

当H(s)>0，反馈处置负号为负反馈(3)闭环传函GB(s)的量纲由Xo(s)与Xi(s)的量纲决定,

也由前向通道传函G(s)的量纲决定。

jik0410讨论：(2)正反馈与负反馈∶(3)闭环传函jik0411三．方框图变换及化简

1.分支点互换2.相加点互换及拆并3.分支点移过环节

jik0411三．方框图变换及化简2.相加点互换及拆并jik04124.相加点移过环节

前移：从G(s)的输出端移到输入端；后移：从G(s)的输入端移到输出端。

jik04124.相加点移过环节前移：jik04135．并联及反馈的变换（1）并联化成单位并联

(2)反馈化成单位反馈

规则∶(1)开环传函不变；

(2)前向通道传函乘积不变;(3)相邻的相加点和分支点不能直接互换。

分支点移动jik04135．并联及反馈的变换(2)反馈化成单位反馈jik04146．一个例子：反馈与并联交错

注意：(1)总等效，非局部等效。

(2)并联两支路可交换：加法交换律；反馈支路与前向通道支路不能交换。

jik04146．一个例子：反馈与并联交错注意：(1)总jik0415

例1变环路交联为内外环相套或串联jik0415例1变环路交联为内jik0416分支点后移A→C，H3支路中串入1/G3

略jik0416分支点后移A→C，H3支路中串入1/G3略jik0417Xi1(s)处的相加点取消，H1

变成(-H1)。原图改画成：

A处相加点跨过G2前移到B点。（注意是前移，不是后移，信号流动方向←）(1)G2、H3构成反馈环，

H3为反馈支路;jik0417Xi1(s)处的相加点取消，A处相加点跨过Gjik0418反馈支路,注意，“正”反馈

jik0418反馈支路,注意，“正”反馈jik0419四．闭环对干扰的抑制

处理方法：Xi(s)和N(s)各自独立地产生输出。

令N(s)=0:Xi(s)→Xo1(s)

令Xi(s)=0:N(s)→Xo2(s)

负反馈能有效的抑制被反馈回路所包围的干扰。

jik0419四．闭环对干扰的抑制处理方法：令N(s)=jik0420小结：1.闭环系统的传递函数前向通道传递函数、反馈通道传递函数、开环传递函数、正反馈、负反馈；2.方框图的变换与化简:(1)串、并联的化简；(2)分支点跨过环节的移动规则；(3)相加点的