加强素质教育优化自动化专业人才培养模式课件

一、方块图基本单元

图模型的一个突出优点是直观、体现结构，是工程上用来分析复杂系统的重要手段。方块图组成的四个基本单元：（a）箭线（表示信号）（b）分支点；（c）汇合点(求和点)；（d）方块（表示环节）；工程上作方块图一般是先根据环节画出方快，然后根据环节之间的关联连接。2－3方块图1一、方块图基本单元2－3方块图12－3方块图例：电网络方块图22－3方块图例：电网络方块图22－3方块图将上图汇总得到：

I1I2U132－3方块图I1I2U132－3方块图二、方块图运算法则

方框图运算的基本法则是等价，即保持传递函数不变。1、串联运算法则

因为

结论：多个环节串联后总的传递函数等于每个环节传递函数的乘积。

G(s)=G1(s)G2(s)

Gn(s)G1(s)G2(s)42－3方块图二、方块图运算法则G1(s)G2(s)42－3方块图2、并联运算法则

因为所以

结论：多个环节并联后的传递函数等于所有并联环节传递函数之和。

G(s)=G1(s)+G2(s)+

+Gn(s)

G1(s)+G2(s)52－3方块图2、并联运算法则G1(s)+G2(s)52－3方块图3、反馈运算法则

前向通道和反馈通道传递函数分别为G(s)、H(s)

结论：具有负反馈结构环节传递函数等于前向通道的传递函数除以1加（若正反馈为减）前向通道与反馈通道传递函数的乘积。62－3方块图3、反馈运算法则6

7

7882－3方块图例解：利用方块图变换法则，最后得到

注意：方块图的化简方法不是唯一的，应充分地利用各种变换技巧，选择最简捷的路径，以达到省时省力的目的。92－3方块图例92－3方块图三、系统的传递函数1、开环传递函数定义：反馈信号B(s)与偏差信号E(s)之比

结论：开环传递函数等于前向通路传递函数G(s)和反馈通路传递函数H(s)的乘积。

102－3方块图三、系统的传递函数102－3方块图

2、闭环传递函数

定义：系统的主反馈回路接通以后，输出量与输入量之间的传递函数，通常用

(s)3、扰动传递函数把系统输入量以外的作用信号均称之为扰动信号。

112－3方块图2、闭环传递函数112－3方块图a.设输入量R（s）=0

b.设扰动信号N（s）=0122－3方块图122－3方块图R（s）、N（s）同时作用时：132－3方块图R（s）、N（s）同时作用时：132－3方块图4、误差传递函数

a)在控制量作用下误差传递函数：

假设N(s)＝0，则

——称为误差传递函数

142－3方块图4、误差传递函数142－3方块图b)扰动量作用下系统的误差传递函数：c)在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时，系统误差：

152－3方块图b)扰动量作用下系统的误差传递函数：152.6信号流图介绍另一种图模型——信号流图信号流图中有两个基本元素,节点和带权箭线。箭线上的权代表增益。xya那么，y=ax。节点有源点、阱点、混合点之分。我们总假定，混合点中，信号先进后出。162.6信号流图介绍另一种图模型——信号流图xya那么，2.6信号流图1.根据方程作信号流图原则：先作信号（点），再画连接。172.6信号流图1.根据方程作信号流图原则：先作信号（点）2.6信号流图2.根据方块图作信号流图原则：先作信号（点），再画连接。注意：添加信号使得作图容易。182.6信号流图2.根据方块图作信号流图原则：先作信号（点2.6信号流图3信号流图的化简：Mason公式其中为网络特征式为第i条前向通路的增益；

为去掉第i条前向通路后的值；

为各个回路的增益

为任意两个互不接触回路增益之积

为任意三个互不接触回路增益之积

192.6信号流图3信号流图的化简：Mason公式其中2.6信号流图考虑：有四个回路，其中有两个不相交的回路。网络增益为：202.6信号流图考虑：有四个回路，其中有两个不相交的回路。网图模型的小结图模型有方块图和信号流图。通常用方块图表示系统结构，用信号流图求传递函数。在方块图和信号流图中箭线的意义不同。在应用Mason公式时特别要注意不相交的回路。注意点：应知应会：作方块图和方块图变换，方块图与