第三節(jié) 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖.

1、2022-5-3112022-5-312一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的基本概念一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的基本概念結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，又稱框圖，是系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的圖解形式?？梢孕蜗笾庇^地描述系統(tǒng)中各元件間的相互關(guān)系及其功能以及信號在系統(tǒng)中的傳遞、變換過程。 2022-5-3131 1信號線信號線 帶有箭頭的直線，箭頭表示信號的帶有箭頭的直線，箭頭表示信號的傳遞方向，直線旁標記信號的時間函傳遞方向，直線旁標記信號的時間函數(shù)或象函數(shù)。數(shù)或象函數(shù)。2 2信號引出點（線）信號引出點（線）/ /測量點測量點 表示信號引出或測量的位置和傳遞方向。同一信號線上引出的信號，表示信號引出或測量的位置和傳遞方向。同一信號線上引出的

2、信號，其性質(zhì)、大小完全一樣。其性質(zhì)、大小完全一樣。 二二 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的基本要素系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的基本要素 2022-5-314 注意量綱和符號注意量綱和符號! !2022-5-3152022-5-316 三三 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的建立步驟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的建立步驟 建立系統(tǒng)方框圖的：建立系統(tǒng)方框圖的： ( (1)1)建立系統(tǒng)建立系統(tǒng)( (或元件或元件) )的原始微分方程；的原始微分方程； ( (2)2)對微分方程進行對微分方程進行LaplaceLaplace變換，并根據(jù)各變換，并根據(jù)各LaplaceLaplace變換變換式中的因果關(guān)系，繪出相應(yīng)的方框圖；式中的因果關(guān)系，繪出相應(yīng)的方框圖； ( (3)3)按照信號在

3、系統(tǒng)中傳遞或變換的過程，依次將各傳遞按照信號在系統(tǒng)中傳遞或變換的過程，依次將各傳遞函數(shù)方框圖連接起來函數(shù)方框圖連接起來( (同一變量的信號通路連接在一起同一變量的信號通路連接在一起) )，系，系統(tǒng)輸入量置于左端，輸出量置于右端。統(tǒng)輸入量置于左端，輸出量置于右端。例題例題1 1、2 2（練習(xí)）（練習(xí)）2022-5-317四、結(jié)構(gòu)圖的等效變化和簡化四、結(jié)構(gòu)圖的等效變化和簡化 原則：變換前后數(shù)學(xué)關(guān)系的保持不變，因而也稱原則：變換前后數(shù)學(xué)關(guān)系的保持不變，因而也稱為結(jié)構(gòu)圖的等效變換。由于傳遞函數(shù)是以復(fù)數(shù)為結(jié)構(gòu)圖的等效變換。由于傳遞函數(shù)是以復(fù)數(shù)S為變量的代數(shù)方程，所以也稱為簡單的代數(shù)運算。為變量的代數(shù)方程

4、，所以也稱為簡單的代數(shù)運算。 分類：環(huán)節(jié)的合并，另一類是信號點的分支點或分類：環(huán)節(jié)的合并，另一類是信號點的分支點或相加點的移動。相加點的移動。2022-5-318特點：前一環(huán)節(jié)的輸出量就是后一環(huán)節(jié)的輸入量。特點：前一環(huán)節(jié)的輸出量就是后一環(huán)節(jié)的輸入量。 )()()()()()()()()()()()()()()()(123231212211sRsGsGsGsUsGsCsRsGsGsUsGsUsRsGsU123( )( )( )( )( )( )C sG s G s G sG sR sR R( (s s) )G G( (s s) )C C( (s s) )（b b） （1 1）串聯(lián)連接）串聯(lián)連接

5、R R( (s s) )C C( (s s) )（a a）)(1sU)(2sU)(1sG)(2sG)(3sGniisGsG1)()(結(jié)論：串聯(lián)環(huán)節(jié)的等效傳遞函數(shù)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。等于所有傳遞函數(shù)的乘積。（一）環(huán)節(jié)的合并（一）環(huán)節(jié)的合并2022-5-319 G G( (s s) )（b b）R R( (s s) )C C( (s s) )特點：各環(huán)節(jié)的輸入信號是相同的，輸出特點：各環(huán)節(jié)的輸入信號是相同的，輸出C(s)為各環(huán)節(jié)的輸出之和為各環(huán)節(jié)的輸出之和（2 2）并聯(lián)連接）并聯(lián)連接（a a）R R( (s s) )C C( (s s) )(2sG)(1sG)(3

6、sG)(2sC)(1sC)(3sC)()()()()()()()()()()()()()(321321321sRsGsGsGsRsGsRsGsRsGsCsCsCsC)()()()()()(321sGsGsGsGsRsC結(jié)論：并聯(lián)環(huán)節(jié)的等效傳遞函數(shù)等于結(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)所有并聯(lián)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的代數(shù) 和。和。)()(1sGsGnii2022-5-3110（3 3）反饋連接接）反饋連接接負反饋的傳遞函數(shù)：負反饋的傳遞函數(shù)：正反饋的傳遞函數(shù)：正反饋的傳遞函數(shù)：2022-5-3111例：試求下圖所示的閉環(huán)傳遞函數(shù)例：試求下圖所示的閉環(huán)傳遞函數(shù)2022-5-3112（二）信號相加點及分支點的移動（二）信號相加點及分支點的移動（1）相加點從環(huán)節(jié)的輸入端移到輸出端：）相加點從環(huán)節(jié)的輸入端移到輸出端：（2）相加點從環(huán)節(jié)的輸出端移到輸入端：）相加點從環(huán)節(jié)的輸出端移到輸入端：2022-5-3113（3）分支點從單元的輸入端移到輸出端（分支點后移）：）分支點從單元的輸入端移到輸出端（分支點后移）：（4）分支點從單元的）分支點從單元的輸出端輸出端移到移到輸入端（分支點前移）輸入端（分支點前移）：2022-5-3114（5）兩個分支點、相加點之間可以互換：）兩個分支點、相加點之間可以互換：（6）相