工程控制基礎(chǔ)：2-2 方塊圖12

1、2.5 控制系統(tǒng)的方塊圖12.5 控制系統(tǒng)的方塊圖優(yōu)點(diǎn)是直觀、形象是工程上用來(lái)分析復(fù)雜系統(tǒng)的重要手段能用于系統(tǒng)信號(hào)的某些運(yùn)算圖模型能表示系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系2兩種圖模型方塊圖信號(hào)流圖2.5 控制系統(tǒng)的方塊圖2.5.1系統(tǒng)方塊圖系統(tǒng)方塊圖是系統(tǒng)各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、參數(shù)特性和信號(hào)流向的圖示法。32.5 控制系統(tǒng)的方塊圖1、控制系統(tǒng)方塊圖的元素 （a） 信號(hào)線； （b）分支點(diǎn)(又叫測(cè)量點(diǎn))； （c）比較點(diǎn)(求和點(diǎn))； （d）方塊（又叫環(huán)節(jié)）； 方塊圖結(jié)合了原理圖與數(shù)學(xué)方程，它一種對(duì)系統(tǒng)的全面描寫。42.5 控制系統(tǒng)的方塊圖2、系統(tǒng)方塊圖舉例c1 c252.5 控制系統(tǒng)的方塊圖2、控制系統(tǒng)方塊圖舉例62.

2、5 控制系統(tǒng)的方塊圖將上圖匯總得到： 7 1、串聯(lián)法則 因?yàn)?結(jié)論：多個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)后總的傳遞函數(shù)等于每個(gè)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)的乘積。 G(s) = G1(s) G2(s) Gn(s) 2.5.2 方塊圖運(yùn)算法則8 2、并聯(lián)法則 因?yàn)樗?2.5.2 方塊圖運(yùn)算法則結(jié)論：多個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)后的傳遞函數(shù)等于所有并聯(lián)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之和。G(s) = G1(s) + G2(s) + + Gn(s)93、反饋法則 2.5.2 方塊圖運(yùn)算法則結(jié)論：具有負(fù)反饋結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)等于前向通道的傳遞函數(shù)除以1加（若正反饋為減）前向通道與反饋通道傳遞函數(shù)的乘積。102.5 控制系統(tǒng)的方塊圖2.5.3 系統(tǒng)常用的傳遞函數(shù) R(s) 0

3、，N（s）=01、 前向通路傳遞函數(shù)定義：斷開反饋后，輸出信號(hào)C(s)與輸入信號(hào)R(s)之比 112.5 控制系統(tǒng)的方塊圖2、反饋通路傳遞函數(shù)定義：反饋信號(hào)B(s)與輸出信號(hào)C(s)之比 。 122.5 控制系統(tǒng)的方塊圖3、開環(huán)傳遞函數(shù)定義：斷開反饋后，反饋信號(hào)B(s) 與輸入信號(hào)R(s)之比 結(jié)論：開環(huán)傳遞函數(shù)等于前向通路傳遞函數(shù)G(s)和反饋通路傳遞函數(shù)H(s)的乘積。132.5 控制系統(tǒng)的方塊圖4、閉環(huán)傳遞函數(shù)定義：輸出信號(hào)C(s)與輸入信號(hào)R(s)之比 結(jié)論：閉環(huán)傳遞函數(shù)等于前向通路傳遞函數(shù)G(s)和1加開環(huán)傳遞函數(shù)1+G(s) H(s)之比當(dāng)反饋傳遞函數(shù)H（s）=1（又叫單位反饋）時(shí)

4、，開環(huán)傳遞函數(shù)和前向傳遞函數(shù)相同，均等于G( s )。142.5 控制系統(tǒng)的方塊圖5、誤差傳遞函數(shù)定義：誤差信號(hào)E(s)與輸入信號(hào)R(s)之比 152.5 控制系統(tǒng)的方塊圖 R(s) = 0，N（s） 06、擾動(dòng)傳遞函數(shù)定義：輸出信號(hào)C(s)與擾動(dòng)信號(hào)N(s)之比 。 系統(tǒng)輸入量以外的作用信號(hào)均稱之為擾動(dòng)信號(hào)。 162.5 控制系統(tǒng)的方塊圖7、誤差對(duì)擾動(dòng)傳遞函數(shù)定義：誤差信號(hào)E(s)與擾動(dòng)信號(hào)N(s)之比 。172.5 控制系統(tǒng)的方塊圖R（s）、 N（s）同時(shí)作用時(shí)，根據(jù)疊加原理，系統(tǒng)輸出：182.5 控制系統(tǒng)的方塊圖 在控制量R(s)和擾動(dòng)量N(s)同時(shí)作用時(shí)，系統(tǒng)誤差： 192.5 控制系統(tǒng)的方塊圖2.5.4 方塊圖的簡(jiǎn)化法則2021簡(jiǎn)化并聯(lián)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化反饋結(jié)構(gòu)G1+G2AAG1+AG2AB222.5 控制系統(tǒng)的方塊圖例解：利用方塊圖變換法則 (a) 比較點(diǎn)A前移，分支點(diǎn)D后移232.5 控制系統(tǒng)的方塊圖 (b) 消除局部反饋回路242.5 控制系統(tǒng)的方塊圖注意：方塊圖的化簡(jiǎn)方法不是唯一的，應(yīng)