结构图及信号流图.
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2 1 G2 H
N 1 1 G2 H N2 1
N 3 1 G2 H
G1G2 G1G3 (1 G1 H ) ( s ) 1 G2 H G1G2 G1G3 G1G2G3 H
N ( s)
( 1 G1G3G4 )(1 G2 H ) G1G2G4 1 G2 H G1G2 G1G3 G1G2G3 H
1 G( s)H ( s)C G( s) R
( s ) C ( s) G( s ) R( s ) 1 G( s ) H ( s )
例1
电枢控制式直流电动机结构图化简
例2
函数记录仪结构图化简
例3 结构图化简
例4 结构图化简
例5 结构图化简
结构图及其等效变换
本节主要内容
• 为什么要绘制系统的结构图
• 结构图的组成要素
• 怎样绘制实际系统的结构图
• 如何进行结构图的等效变换（法则及技巧） • 结构图的适用范围（局限性）
+
If 4 6 5 M 2
_ +
G 1
I
+
U
负 载
_
_
V 3
a Uab 8 b U0_ 7
+
• 结构图是介于原理图和数学方程之间，描 述系统各组成元部件之间信号传递关系的 数学图形。它既补充了原理图所缺少的变 量间的定量关系，又避免了抽象的纯数学 描述。 • 结构图是系统的一种数学模型，它可以对
系统的特性进行全面的描述。
一、结构图的组成
• 1、信号线
• 2、引出点 • 3、比较点
R(s)
R(s) R(s)
R(s) _
R(s)- C(s) C(s)
• 4、方块（环节）
R(s)
G(s)
C(s)
二、结构图的建立
三、结构图的等效变换法则
1、环节串联
C G2 ( s ) U U G1 ( s ) R G2 ( s ) G1 ( s ) R
2、环节并联
C U1 U 2 U 1 G1 ( s ) R U 2 G2 ( s ) R G1 ( s ) R G2 ( s ) R G1 ( s ) G2 ( s ) R
Baidu Nhomakorabea、反馈连接
C G( s) E E R B R H ( s) C C G( s) R G( s) H ( s) C
三、梅逊（Mason）增益公式
四、举例
例1 求传递函数 C(s)/R(s)
例2 求传递函数 C(s)/R(s)
例3 求传递函数 C(s)/R(s)
1 1 1 1 [5 ] 6 2 ( RCs ) 3 RCs ( RCs ) 1 P1 1 1 ( RCs )3
( s ) G1G2G3G4 G1G2G4 G2G3G4G5 G2G4G5 G3G4G6 G2G4G6 H 2 1 G2 H 2 G1G2G3G4 H1 G1G2G4 H1
例 6 求传递函数 C(s)/R(s), C(s)/N(s)
G (s )
P
例5 求传递函数 C(s)/R(s)
G (s )
P
k 1 k
1
n
k
1 [G2 H2 G1G2G3G4 H1 G1G2G4 H1 ] 1 G2 H 2 G1G2G3G4 H1 G1G2G4 H1 P1 G1G2G3G4 1 1 P2 G1G2G4 2 1 P3 G2G3G4G5 3 1 P4 G2G4G5 4 1 P5 G3G4G6 5 1 P6 G6 H 2G2G4 6 1
控制系统的传递函数
• • • •
例7 系统结构图如图所示 求当输入 r ( t ) 1( t )时系统的响应 cr ( t ) ； 求当干扰 n(t ) (t ) 时系统的响应 cn ( t )； 求当初条件 c(0) 1时系统的自由响应 c 0 (t )；
c(0) 0
k 1 k
1
n
k
1 [ G2 H G1G2 G1G3 ] (G2 H )(G1G3 )
1 G2 H G1G2 G1G3 G1G2G3 H
P1 G1G2
P2 G1G3
PN 1 1 PN 2 G4G1G2
PN 3 G4G1G3
1 1
信号流图
一、信号流图的组成
二、信号流图的绘制
1、由微分方程绘制信号流图
2、由结构图绘制信号流图
2、由结构图绘制信号流图
信号流图与结构图的对比
信号流图
源节点 阱节点 混合节点 支路 支路增益 前向通路 回路 互不接触回路
结构图
信号输入 信号输出 比较点，引出点 环节 环节传递函数
G (s )
P
k 1 k
1
n
k
1 ( RCs )3 ( s ) 1 5 ( RCs ) 6 ( RCs)2 1 ( RCs)3
1 ( RCs )3 5( RCs)2 6( RCs) 1
例4 求传递函数 C(s)/R(s)
G (s )
P
• 求在上述三个因素同时作用下系统的总输出 c(t )； • 求在上述三个因素同时作用下系统的总偏差 e(t )
k 1 k
1
n
k
1 [ H1 G1 G2 G1G2 G3 G3 ] G3 H1
1 H1 G1 G2 G1G2 G3 H1
P1 G1G2 P2 G3
1 1
2 1 H1
G1G2 G3 (1 H1 ) ( s ) 1 H1 G1 G2 G1G2 G3 H1
N 1 1 G2 H N2 1
N 3 1 G2 H
G1G2 G1G3 (1 G1 H ) ( s ) 1 G2 H G1G2 G1G3 G1G2G3 H
N ( s)
( 1 G1G3G4 )(1 G2 H ) G1G2G4 1 G2 H G1G2 G1G3 G1G2G3 H
1 G( s)H ( s)C G( s) R
( s ) C ( s) G( s ) R( s ) 1 G( s ) H ( s )
例1
电枢控制式直流电动机结构图化简
例2
函数记录仪结构图化简
例3 结构图化简
例4 结构图化简
例5 结构图化简
结构图及其等效变换
本节主要内容
• 为什么要绘制系统的结构图
• 结构图的组成要素
• 怎样绘制实际系统的结构图
• 如何进行结构图的等效变换（法则及技巧） • 结构图的适用范围（局限性）
+
If 4 6 5 M 2
_ +
G 1
I
+
U
负 载
_
_
V 3
a Uab 8 b U0_ 7
+
• 结构图是介于原理图和数学方程之间，描 述系统各组成元部件之间信号传递关系的 数学图形。它既补充了原理图所缺少的变 量间的定量关系，又避免了抽象的纯数学 描述。 • 结构图是系统的一种数学模型，它可以对
系统的特性进行全面的描述。
一、结构图的组成
• 1、信号线
• 2、引出点 • 3、比较点
R(s)
R(s) R(s)
R(s) _
R(s)- C(s) C(s)
• 4、方块（环节）
R(s)
G(s)
C(s)
二、结构图的建立
三、结构图的等效变换法则
1、环节串联
C G2 ( s ) U U G1 ( s ) R G2 ( s ) G1 ( s ) R
2、环节并联
C U1 U 2 U 1 G1 ( s ) R U 2 G2 ( s ) R G1 ( s ) R G2 ( s ) R G1 ( s ) G2 ( s ) R
Baidu Nhomakorabea、反馈连接
C G( s) E E R B R H ( s) C C G( s) R G( s) H ( s) C
三、梅逊（Mason）增益公式
四、举例
例1 求传递函数 C(s)/R(s)
例2 求传递函数 C(s)/R(s)
例3 求传递函数 C(s)/R(s)
1 1 1 1 [5 ] 6 2 ( RCs ) 3 RCs ( RCs ) 1 P1 1 1 ( RCs )3
( s ) G1G2G3G4 G1G2G4 G2G3G4G5 G2G4G5 G3G4G6 G2G4G6 H 2 1 G2 H 2 G1G2G3G4 H1 G1G2G4 H1
例 6 求传递函数 C(s)/R(s), C(s)/N(s)
G (s )
P
例5 求传递函数 C(s)/R(s)
G (s )
P
k 1 k
1
n
k
1 [G2 H2 G1G2G3G4 H1 G1G2G4 H1 ] 1 G2 H 2 G1G2G3G4 H1 G1G2G4 H1 P1 G1G2G3G4 1 1 P2 G1G2G4 2 1 P3 G2G3G4G5 3 1 P4 G2G4G5 4 1 P5 G3G4G6 5 1 P6 G6 H 2G2G4 6 1
控制系统的传递函数
• • • •
例7 系统结构图如图所示 求当输入 r ( t ) 1( t )时系统的响应 cr ( t ) ； 求当干扰 n(t ) (t ) 时系统的响应 cn ( t )； 求当初条件 c(0) 1时系统的自由响应 c 0 (t )；
c(0) 0
k 1 k
1
n
k
1 [ G2 H G1G2 G1G3 ] (G2 H )(G1G3 )
1 G2 H G1G2 G1G3 G1G2G3 H
P1 G1G2
P2 G1G3
PN 1 1 PN 2 G4G1G2
PN 3 G4G1G3
1 1
信号流图
一、信号流图的组成
二、信号流图的绘制
1、由微分方程绘制信号流图
2、由结构图绘制信号流图
2、由结构图绘制信号流图
信号流图与结构图的对比
信号流图
源节点 阱节点 混合节点 支路 支路增益 前向通路 回路 互不接触回路
结构图
信号输入 信号输出 比较点，引出点 环节 环节传递函数
G (s )
P
k 1 k
1
n
k
1 ( RCs )3 ( s ) 1 5 ( RCs ) 6 ( RCs)2 1 ( RCs)3
1 ( RCs )3 5( RCs)2 6( RCs) 1
例4 求传递函数 C(s)/R(s)
G (s )
P
• 求在上述三个因素同时作用下系统的总输出 c(t )； • 求在上述三个因素同时作用下系统的总偏差 e(t )
k 1 k
1
n
k
1 [ H1 G1 G2 G1G2 G3 G3 ] G3 H1
1 H1 G1 G2 G1G2 G3 H1
P1 G1G2 P2 G3
1 1
2 1 H1
G1G2 G3 (1 H1 ) ( s ) 1 H1 G1 G2 G1G2 G3 H1