方框圖及等效變換.ppt

《方框圖及等效變換.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、§2.4結(jié)構(gòu)圖與信號流圖結(jié)構(gòu)圖及其等效變換2.4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的組成與繪制1.結(jié)構(gòu)圖的組成方框/環(huán)節(jié)(FunctionBlockDiagram)：表示輸入到輸出單向傳輸間的函數(shù)關(guān)系。信號線(SignalLine)：帶有箭頭的直線，箭頭表示信號的流向，在直線旁標(biāo)記信號的時間函數(shù)或象函數(shù)。比較點(diǎn)/合成點(diǎn)/綜合點(diǎn)(SummingPoint)：兩個或兩個以上的輸入信號進(jìn)行加減比較的元件?！?”表示相加，“-”表示相減?！?”號可省略不寫。分支點(diǎn)/引出點(diǎn)/測量點(diǎn)(BranchPoint)：表示信號測量或引出的位置。注意：同一位置引出的信號大小和性質(zhì)完全一樣。2.系統(tǒng)

2、結(jié)構(gòu)圖的建立（1）考慮負(fù)載效應(yīng)分別列寫系統(tǒng)各元部件的微分方程或傳遞函數(shù)，并將它們用動態(tài)結(jié)構(gòu)圖表示。（2）根據(jù)各元部件的信號流向，用信號線依次將各環(huán)節(jié)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖連接起來，便可得到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。一階RC網(wǎng)絡(luò)例：畫出下列RC電路的結(jié)構(gòu)圖解：由圖利用KVL及電容元件特性可得：對其進(jìn)行拉氏變換得：將兩圖組合起來，得到一階RC網(wǎng)絡(luò)的結(jié)圖:例：畫出下列R-C網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖解：（1）根據(jù)電路定理列出方程，寫出對應(yīng)的拉氏變換，也可直接畫出該電路的運(yùn)算電路圖如圖(b)；（2）根據(jù)列出的式子作出對應(yīng)的框圖；（3）根據(jù)信號的流向?qū)⒏鞣娇蛞来芜B接起來。2.4.2結(jié)構(gòu)圖的等效變換和簡

3、化為了由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖方便地寫出它的閉環(huán)傳遞函數(shù)，通常需要對結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行等效變換。結(jié)構(gòu)圖的等效變換必須遵守一個原則，即變換前后各變量之間的傳遞函數(shù)保持不變。在控制系統(tǒng)中，任何復(fù)雜系統(tǒng)主要由相應(yīng)環(huán)節(jié)經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)和反饋三種基本形式連接而成。1.串聯(lián)連接特點(diǎn)：前一環(huán)節(jié)的輸出量就是后一環(huán)節(jié)的輸入量。結(jié)論：串聯(lián)環(huán)節(jié)的等效傳遞函數(shù)等于所有傳遞函數(shù)的乘積。2.并聯(lián)連接特點(diǎn)：各環(huán)節(jié)的輸入信號是相同的，均為R(s)，輸出C(s)為各環(huán)節(jié)的輸出之和，即:結(jié)論：并聯(lián)環(huán)節(jié)的等效傳遞函數(shù)等于所有并聯(lián)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的代數(shù)和。3.反饋連接“+”——正反饋“－”——負(fù)反饋——閉環(huán)傳遞函數(shù)4.引

4、出點(diǎn)前移與后移(1)引出點(diǎn)前移(2)引出點(diǎn)后移5.比較點(diǎn)的前移與后移(1)比較點(diǎn)前移(2)比較點(diǎn)后移6.交換或合并比較點(diǎn)7.交換比較點(diǎn)或引出點(diǎn)(一般不用）注意：相鄰比較點(diǎn)和引出點(diǎn)位置不能簡單互換8.負(fù)號在支路上移動例1：化簡如圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求系統(tǒng)傳遞函數(shù)Φ(s)=C/R9.結(jié)構(gòu)圖簡化舉例解：由題意得：即：例2：化簡如圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并求系統(tǒng)傳遞函數(shù)Φ(s)=C/R方法一：將中間的引出點(diǎn)后移，然后進(jìn)行化簡如①方法二：將后一個比較點(diǎn)前移，然后進(jìn)行化簡如②方法三：將中間的比較點(diǎn)后移，然后進(jìn)行化簡如③方法四：將后面的引出點(diǎn)前移，然后進(jìn)行化簡如④①②③④方法

5、二G2H1G1G3綜合點(diǎn)移動G1G2G3H1錯！G2無用功向同類移動G1例3：化簡如圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖