自动控制原理(2).ppt

一个传递函数(transferfunction)，定义输入和输出初始条件均为零的条件下输出的拉普拉斯变换和输入的拉普拉斯变换之间的比率。这称为系统的传递函数。2-2-1传递函数的概念和定义。其中，“初始条件0”有两个含义。一种是输入角色必须在t=0时才能添加到系统中，因此输入量和每个阶导数都具有t=0的值。第二意味着输入信号在系统运行之前系统挂起。也就是说，当t=时，系统的输出和每个阶导数都等于0。在大多数情况下，传递函数完全反映系统的动态性能。下面n阶线性常微分方程中介绍的：样式的：r(t)，c(t)分别为系统的输入、输出、ai (I=0，1，n)，bj (j=0，1，m)是由系统的结构参数确定的常数系数。0如果满足初始条件，则根据拉普拉斯变换的定义和特性，拉普拉斯变换：可以根据c (s)=l c (t)、r (s)=l r (t)、传递函数的定义在系统中使用的传递函数如下：M(s)和N(s)分别是名为传递函数G(s)的分子多项式和分母多项式。传递函数的N(s)是微分方程的特性多项式，如果用d/dt运算符替换复杂的s，那么对应的传递函数，时域说明，复合域说明，传递函数，线性常微分方程，2-2传递函数的特性反转；因此，您可以使用方块图来表示具有G(s)的线性系统。此方块图表示输入与输出传输之间的函数(因果关系)关系。(3)传递函数是复杂变量s的合理真分数函数，mn。这个结论可以看作是客观物理世界的基本属性，基本事实：一个物理系统的输出不可能立即再现输入信号。要过多久出口量才能达到输入要求的数值。(4)传递函数的拉普拉斯逆变换是系统的脉冲响应，表明系统传递函数的拉普拉斯逆变换是单位脉冲输入信号中系统的输出。因此，在单位脉冲输入信号下，系统的输出完全描述了系统动态特性，一般称为单位脉冲响应函数。在单位脉冲输入信号下，系统的输出为g(t)，(5)是传递函数的极限，传递函数的概念主要适用于单输入，单输出情况。a)如果系统具有多个输入信号，则在查找传输函数时，除指定输入量外的其他输入量被视为0。b)对于多输入、多输出线性常数系统，如果选择不同的量作为输入和输出量，则结果传递函数可能不同。因此，关于传递函数，必须明确输入量和出口量。传递函数是在初始条件为0时由微分方程通过拉普拉斯变换得到的，不适用于非零初始条件。转移函数是外部说明。12，实例2-:查找双t网络的传递函数，13，求解：根据kirchhoff定理列出下一微分方程组：方程两边的0初始条件下的拉普拉斯变换：14，示例2-4确定图中所示的RLC手动网络系统的传递函数。RLC手动网络系统的微分方程如下：0在初始条件下，在上述方程中分别找到拉普拉斯变换。(LCs2 RCs 1)Uo(s)=Ui(s)，因此，系统的传递函数为：并且使用阻抗运算符概念来查找G(S)、复合阻抗运算符：18，示例2-53360查找下图所示的运算放大器的传递函数。在图中，Rf是反馈电阻，if是反馈电流，Ri是输入电阻，ur和IR是输入电压和电流，UC是输出电压，i0是进入放大器的电流。19，解决方案：根据运算放大器的特性(虚拟短，虚拟阻塞)可以使用：20，这个结论可以扩展为运算放大器的传递函数与反馈复阻抗和输入复阻抗的比率(添加负号)相同。电气网络-电气系统中最常见的设备是由电阻、电容、运算放大器等组件组成的电路，也称为电气网络。手动部件-电阻、电感和电容等没有自身电源的设备称为手动部件。仅由被动零件组成的电气网络称为被动网络。包括自身电源的设备，例如有源设备-运算放大器，称为有源设备。如果电气网络包含活动设备或电源，则称为活动网络。2020/5/28，2-2-3的典型链接及其传递函数，传递函数是复杂变量S的合理分数：传递函数是0，可以表示为极：2020/5/28，G(S)的0，这些典型基本元素表示的链接称为典型链接。比例链接、一阶微分链接、二阶微分链接、积分链接、惯性链接、振动链接、延迟链接、纯微分链接、2020/5/28、输出量可以按照一定比例关系再现输入量，而不会失真。c (t)=kr (t) t0 (k是比例或传递系数)，比例链接的传递是：动态表达式是：其输出量和输入量之间的关系是固定比例关系。1 .比例连结，2020/5/28，动态方程式是：表示式的t惯性连结的时间常数k比例系数。2 .惯性链接！包含单独的能源存储部件！输出落后于输入量且不立即再现突变的输入示例：RC惯性链接，传递函数为：2020/5/28，3。积分链，传递函数为：动态方程式为：单位步长输入的输出为c (t)=kt，常识表明，只要恒定输入量作用于积分环，输出量就会随时间成比例无限增加。2020/5/28，4。震动连结，包括两个单独的能量存储元素，它们可以进行能量转换，输出可以振动。例如：RLC网络，振动链接的运动方程和传递函数分别称为：2020/5/28，纯微分链接通常称为微分链接，运动方程和传递函数分别称为：5。微分链接，特性：输出量与输入量的变化速度成