控制工程基礎(chǔ)5-第2章控制系統(tǒng)的框圖及其化簡練習(xí)題ppt課件

1、1 首先將首先將 間的引出點后移到方框的輸出端間的引出點后移到方框的輸出端 34,GsGs 3Gs 3Hs R s 4Gs C s 2Gs 1Gs 3Hs 1HsH2(s) 3Gs 3Hs R s 4Gs C s 2Gs 1Gs 3Hs 1Hs 41 GsH2(s)例 化簡系統(tǒng)的構(gòu)造圖，求傳送函數(shù)。 2 接著將接著將 組成的內(nèi)反響網(wǎng)絡(luò)簡化，其等效傳組成的內(nèi)反響網(wǎng)絡(luò)簡化，其等效傳送函數(shù)為送函數(shù)為 343,GsGsHs 34343431Gs GsGsGs Gs Hs 34Gs R s C s 2Gs 1Gs 1Hs 34HsGsH2(s)/G4(s) 3Gs 3Hs R s 4Gs C s 2Gs

2、 1Gs 3Hs 1Hs 41 GsH2(s)3 得到圖為得到圖為 34Gs R s C s 2Gs 1G s 1Hs 34HsGsH2(s)/G4(s) 3Gs 3Hs R s 4Gs C s 2Gs 1Gs 3Hs 1Hs 41 GsH2(s)4 得到圖為得到圖為 然后將然后將 組成的內(nèi)反響網(wǎng)絡(luò)簡化，其等組成的內(nèi)反響網(wǎng)絡(luò)簡化，其等效傳送函數(shù)為：效傳送函數(shù)為： 23424,GsGsHsGs 234233432321Gs Gs GsGsGs Gs HsGs Gs Hs R s C s 23Gs 1Gs 1Hs 34Gs R s C s 2Gs 1Gs 1Hs 34HsGsH2(s)/G4(s)

3、( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )1234232343123411AGs Gs Gs GsGsGs Gs HsGs Gs HsGs Gs Gs Gs Hs=+ R s C s 23Gs 1Gs 1Hs最后將求得其傳送函數(shù)為：最后將求得其傳送函數(shù)為： 234233432321Gs Gs GsGsGs Gs HsGs Gs Hs其中：其中：G1G2G3G4H3H2H1 R(s)+- +- + C(s)例 化簡系統(tǒng)的構(gòu)造圖，求傳送函數(shù)。 G1G2G3G4H1H2H3-R(s)C(s)-G2G1G2G4H1H3-C(s)-23231HGGG

4、R(s)G1G2H1-C(s)23234323243111HGGHGGHGGGGR(s)H1-C(s)34323243211HGGHGGGGGGR(s)第四節(jié) 框圖及其化簡C(s)3432321432143211HGGHGGHGGGGGGGGR(s)3432321432143211)(HGGHGGHGGGGGGGGsGB等效變換后系統(tǒng)的構(gòu)造圖：等效變換后系統(tǒng)的構(gòu)造圖： 12練習(xí)：試化簡下述系統(tǒng)構(gòu)造圖，并求傳送函數(shù)練習(xí)：試化簡下述系統(tǒng)構(gòu)造圖，并求傳送函數(shù)C(s)/R(s)C(s)/R(s) 顯然化簡該構(gòu)造圖也顯然化簡該構(gòu)造圖也需求挪動比較點和引需求挪動比較點和引出點，需求留意得是出點，需求留意得

5、是，引出點和比較點之，引出點和比較點之間是不宜隨意挪動的間是不宜隨意挪動的。因此我們將比較點。因此我們將比較點前移，將引出點后移前移，將引出點后移。 得到圖為得到圖為 2Gs R s C s 1Gs 1Hs 2Gs C s 1Gs 1Hs 11 Gs 21 Gs R s13將兩個比較點合并，并將求出將兩個比較點合并，并將求出 的等效傳的等效傳送函數(shù)：送函數(shù)：得到圖為得到圖為得到系統(tǒng)等效傳送函數(shù)：得到系統(tǒng)等效傳送函數(shù)： 2Gs C s 1Gs 11211HsG sGs 11211HsG sGs 12121211AC sGs GsGsR sGsGsGs Gs Hs 2Gs Cs 1Gs 1Hs 1

6、1 Gs 21 Gs Rs)(),(/),(/sHsGsG121 1 1 以機(jī)電隨動系統(tǒng)為例，如以下圖所示以機(jī)電隨動系統(tǒng)為例，如以下圖所示舉例闡明系統(tǒng)動態(tài)構(gòu)造圖的構(gòu)成舉例闡明系統(tǒng)動態(tài)構(gòu)造圖的構(gòu)成n其象方程組其象方程組n如下：如下：( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsE s( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(1)(sr )(sc )(se ( )( )(

7、) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss)(sr )(sc )(se 系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(2)(sr )(sc )(se sK)(sUs( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1(

8、)( )cmssi( )( )bbmE sK ss)(se sK)(sUs系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(3)aK)(sUs)(sUa)(sr )(sc )(se sK)(sUsaK)(sUa( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(4)( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs(

9、 )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us)(sr )(sc )(se sK)(sUsaK)(sUa1aaL sR( )bsE( )asI( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(5)( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )

10、( )aasUsK Us)(sIamC)(sMmmC)(sMm)(sr )(sc )(se sK) (sUsaK)(sUa1aaLs R( )bsE( )asI( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(6)(sr )(sc )(se sK)(sUsaK)(sUa1aaLs R( )bsE( )asI)(sm sfJs 21mC)(sMm( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )a

11、asUsK Us)(sMm)(sm sfJs 21sfJs 1( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖(7)( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us)(sm sKb)(sEb)(sr )(sc )(se sK)(sUsaK)(sUa1aaLs R( )bsE( )asI)(sm sfJs 21mC)(sMmbsK系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖系統(tǒng)各元部件的動態(tài)構(gòu)造圖

12、(8)( )( )( ) ( )aaaaabUsR IsL sIsEs( )( )( )ercsss( )( )sseUsKs( )( )aasUsK Us( )( )mmaMsC Is2( )( )mmmJssMfss1( )( )cmssi( )( )bbmE sK ss)(sm i1)(sc i1)(sc )(sr )(sc )(se sK)(sUsaK)(sUa1aaLs R( )bsE( )asI)(sm sfJs 21mC)(sMmbsKq例：利用構(gòu)造圖變換法，求位置隨動系例：利用構(gòu)造圖變換法，求位置隨動系統(tǒng)的傳送函數(shù)統(tǒng)的傳送函數(shù)Qc(s)/Qr(s) 。KsKaCmKbs- -M

13、L- - -r c fsJs 21aR1i1例題分析例題分析q 由動態(tài)構(gòu)造圖可以看出該系統(tǒng)有兩個輸入由動態(tài)構(gòu)造圖可以看出該系統(tǒng)有兩個輸入qqr，ML干擾。干擾。q 我們知道：傳送函數(shù)只表示一個特定的輸出、輸我們知道：傳送函數(shù)只表示一個特定的輸出、輸入關(guān)系，因此，在求入關(guān)系，因此，在求qqc對對qqr的關(guān)系時，根據(jù)線性的關(guān)系時，根據(jù)線性疊加原理，可取力矩疊加原理，可取力矩q ML0，即以為，即以為ML不存在。不存在。要點：要點：構(gòu)造變換的規(guī)律是：由內(nèi)向外逐漸進(jìn)展。構(gòu)造變換的規(guī)律是：由內(nèi)向外逐漸進(jìn)展。例題化簡步驟例題化簡步驟1)1) 合并串聯(lián)環(huán)節(jié)：合并串聯(lián)環(huán)節(jié)：saKK)(2fsJsRCam i1sKbr - - -c 例題化簡步驟例題化簡步驟2)2) 內(nèi)反響環(huán)節(jié)等效變換：內(nèi)反響環(huán)節(jié)等效變換：iKKsa)(mbaamCKfRJsRsC - -r c saKK)(2fsJsRCam i1sKbr - - -c 例題化簡步驟例題化簡步驟3)3) 合并串聯(lián)環(huán)節(jié)：合并串聯(lián)環(huán)節(jié)：iCKRfRJssKKCmbaasam r c iKKsa)(mbaamCKfRJsRsC - -r c 例題化簡步驟例題化簡步驟4)4) 反響環(huán)節(jié)等效變換：反響環(huán)節(jié)等效變換：iRCKKsRKCfJsiRCKKamasabmamas )(2