3控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)課件

2.3.3控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)-+（1）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)12.3.3控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)-+（1）系統(tǒng)的（2）輸出對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，輸出對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)2（2）輸出對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令-+-3-+-3當(dāng)時，單位負(fù)反饋4當(dāng)時，單位負(fù)反饋4（3）輸出對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，輸出對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)5（3）輸出對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令-+-6-+-6（4）系統(tǒng)的總輸出根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總輸出為：7（4）系統(tǒng)的總輸出根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總輸出為：7（5）偏差信號對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，-+-8（5）偏差信號對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令-9-9（6）偏差信號對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，-++10（6）偏差信號對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令+11+11（7）系統(tǒng)的總偏差根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總偏差為：12（7）系統(tǒng)的總偏差根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總偏差為：1結(jié)論下列閉環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的特征多項式13結(jié)論下列閉環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的特征多項式13閉環(huán)特征多項式：14閉環(huán)特征多項式：14對比總結(jié)輸出對輸入輸出對干擾偏差對輸入偏差對干擾15對輸出對輸入輸出對干擾偏差對輸入偏差對干擾15方框圖化簡的本質(zhì)代數(shù)方程組的圖解法最基本的方框圖化簡串聯(lián)方框圖的化簡并聯(lián)方框圖的化簡單回路反饋的化簡解除交叉結(jié)構(gòu)的方法移動分支點或相加點16方框圖化簡的本質(zhì)代數(shù)方程組的圖解法最基本的方框圖化簡串聯(lián)方框[例2-11]對上例的方框圖進(jìn)行化簡，---AB并求出該濾波網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。17[例2-11]對上例的方框圖進(jìn)行化簡，---AB并求出該濾波分析---AB18分析---AB18[解]分支點B向后移動---AB---AB19[解]分支點B向后移動---AB---AB19第二個小回路化簡---AB20第二個小回路化簡---AB20回路化簡后可得--A21回路化簡后可得--A21相加點A前移--A--A22相加點A前移--A--A22兩個相加點互相交換移動--A--A23兩個相加點互相交換移動--A--A23小回路化簡--A24小回路化簡--A24小回路化簡后系統(tǒng)方框圖-A25小回路化簡后系統(tǒng)方框圖-A25進(jìn)一步化簡最后可得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)26進(jìn)一步化簡最后可得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)26[例2-12]化簡下圖所示的多回路系統(tǒng)，---AB求閉環(huán)傳遞函數(shù)及。27[例2-12]化簡下圖所示的多回路系統(tǒng)，---AB求閉環(huán)傳遞[解]A點向后移動---BA28[解]A點向后移動---BA28小回路化簡---BA29小回路化簡---BA29化簡結(jié)果--30化簡結(jié)果--30內(nèi)回路繼續(xù)化簡-31內(nèi)回路繼續(xù)化簡-31最后一步化簡閉環(huán)傳遞函數(shù)：32最后一步化簡閉環(huán)傳遞函數(shù)：32由原圖可知：---AB33由原圖可知：---AB33[例2-13]化簡下圖所示的方框圖，+-求閉環(huán)傳遞函數(shù)及。34[例2-13]化簡下圖所示的方框圖，+-求閉環(huán)傳遞函數(shù)[解]相加點向前移動+-+-35[解]相加點向前移動+-+-35+-小回路化簡36+-小回路化簡36閉環(huán)傳遞函數(shù)為37閉環(huán)傳遞函數(shù)為37為了求取偏差閉環(huán)傳遞函數(shù)，將原圖的形狀改觀：+--+38為了求取偏差閉環(huán)傳遞函數(shù)，將原圖的形狀改觀：+--+38相加點后移-+--39相加點后移-+--39化簡--40化簡--40化簡得傳遞函數(shù)41化簡得傳遞函數(shù)41本次課內(nèi)容總結(jié)控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)方框圖化簡的本質(zhì)代數(shù)方程組的圖解法最基本的方框圖化簡串聯(lián)方框圖的化簡并聯(lián)方框圖的化簡單回路反饋的化簡解除交叉結(jié)構(gòu)的方法移動分支點或相加點42本次課內(nèi)容總結(jié)控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)方框圖化簡的本質(zhì)2.3.3控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)-+（1）系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)432.3.3控制系統(tǒng)方框圖的化簡及傳遞函數(shù)-+（1）系統(tǒng)的（2）輸出對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，輸出對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)44（2）輸出對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令-+-45-+-3當(dāng)時，單位負(fù)反饋46當(dāng)時，單位負(fù)反饋4（3）輸出對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，輸出對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)47（3）輸出對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令-+-48-+-6（4）系統(tǒng)的總輸出根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總輸出為：49（4）系統(tǒng)的總輸出根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總輸出為：7（5）偏差信號對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，-+-50（5）偏差信號對于參考輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令-51-9（6）偏差信號對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令，-++52（6）偏差信號對于擾動輸入的閉環(huán)傳遞函數(shù)令+53+11（7）系統(tǒng)的總偏差根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總偏差為：54（7）系統(tǒng)的總偏差根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理，系統(tǒng)的總偏差為：1結(jié)論下列閉環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的特征多項式55結(jié)論下列閉環(huán)傳遞函數(shù)具有相同的特征多項式13閉環(huán)特征多項式：56閉環(huán)特征多項式：14對比總結(jié)輸出對輸入輸出對干擾偏差對輸入偏差對干擾57對輸出對輸入輸出對干擾偏差對輸入偏差對干擾15方框圖化簡的本質(zhì)代數(shù)方程組的圖解法最基本的方框圖化簡串聯(lián)方框圖的化簡并聯(lián)方框圖的化簡單回路反饋的化簡解除交叉結(jié)構(gòu)的方法移動分支點或相加點58方框圖化簡的本質(zhì)代數(shù)方程組的圖解法最基本的方框圖化簡串聯(lián)方框[例2-11]對上例的方框圖進(jìn)行化簡，---AB并求出該濾波網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。59[例2-11]對上例的方框圖進(jìn)行化簡，---AB并求出該濾波分析---AB60分析---AB18[解]分支點B向后移動---AB---AB61[解]分支點B向后移動---AB---AB19第二個小回路化簡---AB62第二個小回路化簡---AB20回路化簡后可得--A63回路化簡后可得--A21相加點A前移--A--A64相加點A前移--A--A22兩個相加點互相交換移動--A--A65兩個相加點互相交換移動--A--A23小回路化簡--A66小回路化簡--A24小回路化簡后系統(tǒng)方框圖-A67小回路化簡后系統(tǒng)方框圖-A25進(jìn)一步化簡最后可得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)68進(jìn)一步化簡最后可得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)26[例2-12]化簡下圖所示的多回路系統(tǒng)，---AB求閉環(huán)傳遞函數(shù)及。69[例2-12]化簡下圖所示的多回路系統(tǒng)，---AB求閉環(huán)傳遞[解]A點向后移動---BA70[解]A點向后移動---BA28小回路化簡---BA71小回路化簡---BA29化簡結(jié)果--72化簡結(jié)果--30內(nèi)回路繼續(xù)化簡-73內(nèi)回路繼續(xù)化簡-31最后一步化簡閉環(huán)傳遞函數(shù)：74最后一步化簡閉環(huán)傳遞函數(shù)：32由原圖可知：---AB75由原圖可知：---AB33[例2-13]化簡下圖所示的方框圖，+-求閉環(huán)傳遞函數(shù)及。76[例2-13]化簡下圖所示的方框圖，+-求閉環(huán)傳遞函數(shù)[解]相加點向前移動+-+-77[解]相加點向前移動+-+-35+-小回路化簡78+-小回路化簡36閉環(huán)傳遞函數(shù)為79閉環(huán)傳遞函數(shù)為37為了求取偏差閉環(huán)傳遞函數(shù)，將原圖的形狀改觀：+--+80為了求取偏差閉環(huán)傳遞函數(shù)，將原圖的形狀改觀：+--+3