【精品课件】自动控制理论第六讲方框

3）依次将各元件的方框图按照变量的传递顺序连 接起来，绘出系统的图。
【例6】二阶RC电气网 络
1）建立各元件的微分方程
2）将各元件的微分方程进行拉氏变换，并改写 成合适的形式。
3）依次将各元件的方框图按照变量的传递顺序连 接起来，绘出系统的图。
作
业
1、P48 2—8
2、P48 2—9
代数运算的交换律、结合律和分配律。
求和点可以有多个输入，但输出是唯一的!!
二、方框图的画法
画出各个模块的方框图。
形象直观地描述系统 中各元件间的相互关 系及其功能以及信号 在系统中的传递、变 换过程。
依据信号的流向 ，将各 元件的方块连接起来组 成整 个系统的方块图。
脱离了物理系统的模型!! 系统数学模型的图解形式!!
方法1: 引出点后移
方法2: 引出点前移
C(s) GH1 R(s) 1GH2
【例3】
wenku.baidu.com例4】
5、公式法求系统的传递函数
只有一条前向通道的多回路系统的闭环传递函数
(s)
GA(s)
n
1 ()GBi(s)
i1
GA(s)
闭环系统输入量到输出量间的串联环节的总传递函 数即前向通路传递函数的乘积。
反馈运算规则
四、方框图的等效变换 1、基于方框图的运算规则
2、综合点（比较点）的移动
1）综合点前移
x1
x2
G(s)
x3
x1
x2
G(s)
x3 G(s)
2）综合点后移
G(S) X1
X2 -
X3
X1 - G(S) 1/G(S)
X2 X3
3、引出点的移动
1）引出点前移
X1
G(S) X2
X1
2）引出点后移
第六讲 方框图及其等效变换
主要内容
一、方框的组成要素 二、方框图的画法 三、方框的运算规则 四、方框图的等效变换和化简 五、物理系统的方框图绘制方法
输入量
比较
结构方框图
控制器
输出量
被控对象
测量电路
一、方框图的组成要素
1、信号线 带有箭头的直线，箭头表示信号的
传递方向，直线旁标记信号的时间函 数或象函数。
数，然后求出整个系统的传递函数。
【例1】试简化系统结构图，并求系统传递函数。
C (s )
G 1 (s ) G 2 (s )
R (s ) 1 G 1 (s ) G 2 (s ) G 1 (s ) G 2 (s )H 1 (s )
【例2】试简化系统结构图，并求系统传递函数。
C(s) GH1 R(s) 1GH2
任何系统都可以由信号线、函数方块、信 号引出点及求和点组成的方框图来表示。
求和点
信号线
函数方框
函数方框
引出线
三、方框图的运算规则
1、串联运算规则 几个环节串联，总的传递函数等于每个环节的传 递函数的乘积。
例：隔离放大器串联的RC电路
并联运算规则
同向环节并联的传递函数等于所有并联的环节传递 函数之和。
2、信号引出点（线）/测量点 表示信号引出或测量的位置和传递方向。同一信号线上引出的信号，
其性质、大小完全一样。
3、函数方框(环节) 函数方块具有运算功能
4、求和点（比较点、综合点） （1）用符号“”及相应的信号箭头表示 （2）箭头前方的“+”或“-”表示加上此信号或减去此信号
注意符号!!
相邻求和点可以互换、合并、分解。
G(S) X2 X1
X2
X1 G(S)
X2 X1
1/G(S)
X1 G(S)
X2
G(S)
X2
4、综合点互换
x3
x1
Y
x3
x1
Y
x2
x2
相邻综合点之间可以随意调换位置
注意：相邻引出点和综合 点之间不能互换!
4、方框图简化法求系统传递函数的一般步骤
（1）观察系统中是否存在相互交错的局部反馈回路； （2）通过比较点和引出点的移动消除交错回路； （3）先求出并联环节和具有局部反馈环节的传递函
GBi (s)
闭环系统中各交错反馈或多环局部反馈的开环传递 函数即每个反馈回路的传递函数的乘积。
n 闭环系统所具有的反馈回路的总数 i 各反馈回路的序号 -正反馈 + 负反馈
【例5】公式法求取传递函数
6、代数法求系统传递函数
五、物理系统的方框图绘制方法
1）建立各元件的微分方程 2）将各元件的微分方程进行拉氏变换，并改写 成合适的形式。