机械控制工程-传递函数与方框图

？
补充规则
引出点和比较点交换
一般不采用
方块图变换经验法则
1. 引出点和引出点之间可以交换位置 2. 相加点和相加点之间可以交换位置 3. 引出点和相加点之间一般不要互换位置
有几种变 换方法？
例题 1
例题 2
前移会怎 样？
4. 系统方块图的绘制
基本步骤 （1） 列出各个环节的微分方程 （2） 求出各个环节的传递函数 （3） 将各个环节方块图连起来
• 测速器 负载和位置
∫
电机位置控制系统方块图
本节重点
○ 各典型环节的传递函数 ◎ 方块图的变换与化简
比较点
R
C
-
E
+
E=R-C
引出点 C
C
C
串联运算规则 Xi G1(s)
Xo G2(s)
Xi
G1(s)G2(s) Xo
并联运算规则
G1(s) Xi
G2(s)
G3(s)
Xo +++
Xi
Xo
G1(s)+G2(s)+G3(s)
反馈运算规则
注意符号
方块图的变换法则
• 各前向通路中传递函数的乘积保持不变 • 各回路中传递函数乘积保持不变
• 振荡环节
标准形式
当特征方程的根为实根时，二阶 系统认为是由两个惯性环节串联而成
振荡环节一般包含有两 种形式的储能元件，并且能 量能够互相转换，因此输出 带有振荡的形式
• 一阶微分 • 二阶微分
3 方框图模型
方框图是系统中每个元件的功能和 信号流向的图解表示。
输入
传递函数 G(s)
输出
机械控制工程-传递函数 与方框图
2020年7月17日星期五
1. 传递函数
定义： 在全部初始条件为零的假设下，系
统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变 换之比
若系统由下列微分方程描述 则其传递函数为
• 系统的传递函数是一种数学模型 • 传递函数适用于线性定常系统 • 传递函数是系统本身的一种属性 • 若传递函数已知，就可以针对不同输入，
研究系统的响应或输出
系统传递函数一般形式
注意：零点和极点的概念及特征方程
比例环节
一阶微分
二阶微分
积分环节
惯性Leabharlann Baidu节
振荡环节
2. 典型环节的传递函数
• 比例环节
特征：输入输出成比例，不失真，无延迟
• 积分环节
• 微分环节
测速发电机
• 一阶惯性环节
特点：输出不能立即跟随输入的变化
F
R-C串联电路与直流电压接 通，电容上电压建立过程
直流电机位置控制系统
指令与比较环节
磁场回路
磁场控制直流电机
拉氏变换
电机磁通 电机转矩
常数
电机转矩和磁场回路电流关系
励磁回路
Va
i
Va
转矩
i
τm
τm
阻 惯转 尼 性矩
惯性负载
阻尼负载
• 转矩和转速之间关系
动态忽略,稳态值不能改变
电机传递函数
If
电路时间常数小于机械时间常数 系统性能由主导极点来代替