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自动控制原理电子教案(8)

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(2)扰动输入下的闭环传递函数 令R(s) = 0有

Cn(s)N(s)?G2(s)1?G1(s)G2(s)H(s)至此,可以给出求单回路闭环传递函数的一般公式为

式中负反馈时取“+”号,正反馈时取“-”号。 (3)两个输入量同时作用于系统的响应

C(s)?Cr(s)?Cn(s)?G1(s)G2(s)R(s)?G2(s)N(s)1?G1(s)G2(s)H(s)闭环传递函数?前向通道传递函数1?开环传递函数(4)控制输入下的误差传递函数 (D(s)=0)

Er(s)R(s)?11?G1(s)G2(s)H(s)(5)扰动输入下的误差传递函数(R(s)=0)

EN(s)N(s)??G2(s)H(s)1?G1(s)G2(s)H(s)(6)两个输入量同时作用于系统时的误差

E(s)?R(s)?G2(s)H(s)N(s)1?G1(s)G2(s)H(s)2.6.4 结构图的等效变换

变换的原则:变换前后应保持信号等效。 1 . 分支点后移

2 . 分支点前移

3 . 比较点后移

4 .比较点前移

5 .比较点互换或合并

2.6.5 结构图的简化

对于复杂系统的结构图一般都有相互交叉的回环,当需要确定系统的传函

时,就要根据结构图的等效变换先解除回环的交叉,然后按方框的连接形式等效,依次化简。

例2-16 用结构图化简的方法求下图所示系统传递函数。

解:方法1

方法2

例2-17 用结构图化简的方法求下图所示系统传递函数。

解:

§ 2-7 信号流图及梅逊公式 2.7.1 信号流图的基本概念

1.定义:信号流图是表示一组联立线性代数方程的图。

先看最简单的例子。有一线性系统,它由下述方程式描述:

x2 = a12 x1

式中,为输入信号(变量);x2为输出信号(变量);a12为两信号之间的传输(增益)。即输出变量等于输入变量乘上传输值。若从因果关系上来看,x1为“因”,x2为“果”。这种因果关系,可用下图表示。

下面通过一个例子,说明信号流图是如何构成的。

设有一系统,它由下列方程组描述: x2 = a12 x1 + a32 x3

x3 = a23 x2 + a43 x4

x4 = a24 x2 + a34 x3 + a44 x4 x5 = a25 x2 + a45 x4

2.信号流图的基本元素

(1) 节点:用来表示变量,用符号“ O ”表示,并在近旁标出所代表的变量。 (2) 支路:连接两节点的定向线段,用符号“??”表示。 支路具有两个特征:

有向性 限定了信号传递方向。支路方向就是信号传递的方向,用箭头表示。

有权性 限定了输入与输出两个变量之间的关系。支路的权用它近旁标出的传输值表示。 3.信号流图的几个术语

输入节点(源节点) 只有输出支路的节点,它代表系统的输入变量。如图中x1。

输出节点(汇节点、阱节点) 只有输入支路的节点,它代表系统的输出变量。如图中x4。

混合节点 既有输入支路,又有输出支路的节点,如图中x2、x3。

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