信號流圖繪制方法演示文稿

信號流圖繪制方法演示文稿當前第1頁\共有49頁\編于星期二\2點優(yōu)選信號流圖繪制方法Ppt當前第2頁\共有49頁\編于星期二\2點結(jié)構(gòu)圖與信號流圖信號流圖表示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和變量傳送過程中的數(shù)學關(guān)系的圖示方法。優(yōu)點：直接應用梅遜公式就可以寫出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，無需對信號流圖進行化簡和變換。當前第3頁\共有49頁\編于星期二\2點由節(jié)點、支路組成基本組成：

節(jié)點：節(jié)點表示信號，輸入節(jié)點表示輸入信號，輸出節(jié)點表示輸出信號。

支路：連接節(jié)點之間的線段為支路。支路上箭頭方向表示信號傳送方向。傳遞函數(shù)標在支路上箭頭的旁邊，稱支路傳輸(增益)。當前第4頁\共有49頁\編于星期二\2點2x3x4x5xabcdef1x有關(guān)術(shù)語源節(jié)點：輸入節(jié)點。它只有輸出支路。阱節(jié)點：輸出節(jié)點。它只有輸入支路?；旌瞎?jié)點：既有輸入支路又有輸出支路的節(jié)點。相當于結(jié)構(gòu)圖中的信號比較點和引出點。它上面的信號是所有輸入支路引進信號的疊加。當前第5頁\共有49頁\編于星期二\2點通路：沿支路箭頭方向穿過各個相連支路的路線，起始點和任一節(jié)點相交不多于一次，但起點和終點為同一節(jié)點的通路稱為(單獨)回路。不接觸回路：各回路之間沒有公共節(jié)點的回路。前向通路：信號從輸入節(jié)點到輸出節(jié)點傳遞時，每個節(jié)點只通過一次的通路。2x3x4x5xabcdef1xg有關(guān)術(shù)語當前第6頁\共有49頁\編于星期二\2點回路增益：回路中所有支路增益的乘積。一般用La表示。前向通路增益：前向通路上各支路增益的的乘積一般用Pk來表示。2x3x4x5xabcdef1xg有關(guān)術(shù)語當前第7頁\共有49頁\編于星期二\2點和和Outputnode1Mixed

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node(source)1x2x3x4x5x6x23a32a34a45a25a44a24a12a43a1235453a單獨回路(7個)不接觸回路(2組)

例題當前第8頁\共有49頁\編于星期二\2點信流圖是線性代數(shù)方程組結(jié)構(gòu)的一種圖形表示，兩者一一對應。

說明2x3x4x5xabcdef1x當前第9頁\共有49頁\編于星期二\2點對于給定系統(tǒng)，由于描述同一系統(tǒng)的方程為不同的形式，因此，信號流圖不是唯一的?；旌瞎?jié)點可以通過增加一個增益為1的支路變成為輸出節(jié)點,且兩節(jié)點的變量相同。2x3x4xabcde1xx51

說明當前第10頁\共有49頁\編于星期二\2點4支路相當于“乘法器”，支路增益就是所乘的系數(shù)。5支路具有方向性，方向不可逆！

說明當前第11頁\共有49頁\編于星期二\2點

由原理圖繪制信號流圖由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖繪制信號流圖信號流圖的繪制方法（2種）當前第12頁\共有49頁\編于星期二\2點信號流圖的繪制由原理圖繪制信號流圖方法列寫系統(tǒng)原理圖中各元件原始微分方程。將微分方程組進行拉氏變換，考慮初始條件，將其轉(zhuǎn)換為代數(shù)方程組。將代數(shù)方程組方程整理成因果關(guān)系形式。將變量用節(jié)點表示，并根據(jù)代數(shù)方程所確定的關(guān)系，依次畫出連接各節(jié)點的支路。當前第13頁\共有49頁\編于星期二\2點例1

繪制RC電路的信號流圖，設(shè)電容初始電壓為u1(0)。當前第14頁\共有49頁\編于星期二\2點1列寫網(wǎng)絡(luò)微分方程式：2方程兩邊進行拉氏變換：當前第15頁\共有49頁\編于星期二\2點3按照因果關(guān)系，將各變量重新排列得方程組：當前第16頁\共有49頁\編于星期二\2點111-14按照方程組繪制信流圖當前第17頁\共有49頁\編于星期二\2點

由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖繪制信號流圖方法

信號流圖包含了結(jié)構(gòu)圖所包含的全部信息，在描述系統(tǒng)性能方面，其作用是相等的。但是，在圖形結(jié)構(gòu)上更簡單方便。結(jié)構(gòu)圖：輸入量比較點引出點信號線方框輸出量信流圖：源節(jié)點混合節(jié)點支路阱節(jié)點當前第18頁\共有49頁\編于星期二\2點由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖繪制信號流圖的步驟

將方框圖的所有信號(變量)換成節(jié)點，并按方框圖的順序分布好；用標有傳遞函數(shù)的線段(支路)代替結(jié)構(gòu)圖中的方框。結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第19頁\共有49頁\編于星期二\2點例1：畫出系統(tǒng)的信流圖。G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)當前第20頁\共有49頁\編于星期二\2點注意：引出點和比較點相鄰的處理比較點前于引出點，可合并比較點后于引出點，不可合并當前第21頁\共有49頁\編于星期二\2點例2：繪制下圖所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖對應的信號流圖。當前第22頁\共有49頁\編于星期二\2點將結(jié)構(gòu)圖的變量換成節(jié)點，并按結(jié)構(gòu)圖的順序分布好；用標有傳遞函數(shù)的線段(支路)代替結(jié)構(gòu)圖中的函數(shù)方框。解：abc結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第23頁\共有49頁\編于星期二\2點梅遜(Mason)公式輸入與輸出兩個節(jié)點間的總傳輸（或叫總增益），可用梅遜公式來求?。菏街校害ぁ帕鲌D的特征式。

Δ=1-(所有不同回路增益之和)+(所有兩個互不接觸回路增益乘積之和)–(所有三個互不接觸回路乘積之和)+……

——第k條前向通路的增益；

=r個互不接觸回路中第m種可能組合的增益乘積；

N——前向通道的總數(shù)；

Δk——與第k條前向通道不接觸的那部分信流圖的Δ；當前第24頁\共有49頁\編于星期二\2點例1

利用梅森公式，求：C(s)/R(s)。結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第25頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)該系統(tǒng)中有四個獨立的回路：用梅森公式結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第26頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)該系統(tǒng)中有四個獨立的回路：用梅森公式結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第27頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)該系統(tǒng)中有四個獨立的回路：用梅森公式結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第28頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)該系統(tǒng)中有四個獨立的回路：用梅森公式結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第29頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)該系統(tǒng)中有四個獨立的回路：用梅森公式互不接觸的回路L1

L2。所以，特征式結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第30頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)前向通道有三個：結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第31頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)前向通道有三個：結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第32頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)前向通道有三個：結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第33頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G6G7G2G3G5-H1-H2G4abcdR(s)C(s)前向通道有三個：結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第34頁\共有49頁\編于星期二\2點得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)/R(s)為

Δ=1-(L1+L2+L3+L4)+L1L2P1=G1G2G3G4G5Δ1=1P2=G1G6G4G5 Δ2=1P3=G1G2G7 Δ3=1-L1將代入結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第35頁\共有49頁\編于星期二\2點e1abcdfghC(s)R(s)四個單獨回路，兩個回路互不接觸。前向通路兩條。C(s)R(s)=1––––++afbgchefhgahfced(1g)–bdabc例2：求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第36頁\共有49頁\編于星期二\2點例3

求系統(tǒng)傳函。11RYG1x1x2x3x4G2G3G41-1-H1-H2單獨回路5條，沒有互不接觸回路，前向通路2條。x5結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第37頁\共有49頁\編于星期二\2點例4：求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)abcdefghi結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第38頁\共有49頁\編于星期二\2點abcdefghi結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第39頁\共有49頁\編于星期二\2點G1G2-RC例5

用梅森公式求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第40頁\共有49頁\編于星期二\2點解：由結(jié)構(gòu)圖繪制出信號流圖。G1G2C(s)R(s)1111111-1x1x2x3x4x5x6結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第41頁\共有49頁\編于星期二\2點單獨回路有5條：G1G2R(s)-1x1x2x3x4x5x6結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第42頁\共有49頁\編于星期二\2點單獨回路有5條：G1G2R(s)-1x1x2x3x4x5x6結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第43頁\共有49頁\編于星期二\2點單獨回路有5條：G1G2R(s)-1x1x2x3x4x5x6結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第44頁\共有49頁\編于星期二\2點單獨回路有5條：G1G2R(s)-1x1x2x3x4x5x6結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第45頁\共有49頁\編于星期二\2點單獨回路有5條：G1G2R(s)-1x1x2x3x4x5x6結(jié)構(gòu)圖與信號流圖當前第46頁\共有49頁\編于星期二\2點單獨回路有5條：沒有互不接觸回路。前向通路有4條：G1G2R(s)-