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2.3动态结构图

(四)综合点、分支点的移动
2 两个相邻的分支点之间可以进行位置交换
R(s) R(s) R(s) R(s) R(s) R(s) R(s) R(s)
两分支点交换位置后,各信号不变,即两个 分支点可以进行位置交换。
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2.3.2 动态结构图的等效变换
R(s) X(s)
+ Y(s) C(s)
R(s)
+ Y(s)
X(s)
-
C(s)
综合点互换位置前后各信号不变,且输出信号
C (s) R(s) X (s) Y (s)
所以两个综合点之间可以进行位置交换。
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2.3.2 动态结构图的等效变换
(四)综合点、分支点的移动
3 相邻的综合点和分支点之间不能进行位置交换 分支点和综合点交换位置后,分支点分 出的信号发生了变化,所以综合点和分支点 之间不能进行位置交换。
R(s) R(s) X(s) R(s) X(s) C(s)
-
C(s)
-
C(s)
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2.3.1 动态结构图的建立
2.3.2 动态结构图的等效变换
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2.3.1 动态结构图的建立
一、动态结构图的组成
将系统各环节用传递函数框图组成,根据系 统的物理原理,按照信号流传的关系,依次将 各框图连接起来,这个图叫系统的动态结构图。 它的特点是具体形象地表示了内部各环节的数 学模型、信号传递过程、各中间变量及其相互 关系,便于分析和计算,因而得到广泛应用.
(2)将各表达式用传递函数方框和综合点进 行表示
U R ( s) U r ( s) U C ( s)
Ur(s) UC(s) UR(s)
1 I (s) U R (s) R
UR(s)
1 U C ( s) I ( s) Cs
I(s)
-
1 R
I(s)
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2.3.1 动态结构图的建立
一、动态结构图的组成
3 综合点
X1(s) ± X2(s)
Y(s)
综合点又称比较点,两个以上信号进行 代数和的运算.
Y ( s) X 1 ( s ) X 2 ( s)
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2.3.1 动态结构图的建立
R(s)
G1 ( s ) 1 G1 ( s ) H ( s )
C(s)
C(s) G1 (s) E(s) G1 (s)R(s) H (s)C(s)
C (s)1 G1 (s) H (s) G1 (s) R(s)
C ( s) G1 ( s) ( s) R( s ) 1 G1 ( s) H ( s)
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2.3.2 动态结构图的等效变换
一、等效变换
(三)反馈连接框图的等效变化
C ( s) G1 ( s) ( s) R( s ) 1 G1 ( s) H ( s) 主通道传函 即闭环传递函数 ( s)
1 主通道传函 反馈通道传函
2.3.2 动态结构图的等效变换
(四)综合点、分支点的移动
4 综合点相对方框的移动 (1)综合点右移
综合点右移即综合点顺着信号线越过传递函数方框。
R(s) X(s) C(s)
+
G(s)
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2.3.2 动态结构图的等效变换
4 综合点相对方框的移动 (1)综合点右移
G2 ( s )
±
X2(s)
G1 (s) + - G2 (s)
C (s)
C(s) X1 (s) X 2 (s) G1 (s) R(s) G2 (s) R(s) G1 (s) G2 (s)R(s)
G(s) C (s) G1 ( s) G2 ( s) R( s )
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2.3.2 动态结构图的等效变换
在上一小节中建立了系统的动态结构图, 便可直观地了解系统内部各变量之间的动态关 系.这对系统的动态分析和系统设计都是至关 重要的.而为了便于系统分析和求出其传递函 数,常需将复杂的动态结构图进行化简.下面介 绍简化的具体方法.
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2.3.1 动态结构图的建立
【例2-16】 对RC串联电路建立动态结构图.
(3)依据信号的流向,将图中相同的信号连 起来,就组成了RC串联电路的动态结构图
U R ( s) U r ( s) U C ( s)
Ur(s) UC(s) UR(s)
1 I (s) U R (s) R
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2.3.1 动态结构图的建立
一、动态结构图的组成
动态结构图一般由四种基本符号组成,
即信号线、综合点、传递函数方框和分支点.
1 信号线
X(s) X(s)
信号线表示信号的流传方向.信号线上 任一点处的信号相同. 箭头表示信号的传递 方向,信号只能沿箭头方向流通,具有单向 性。
R(s)
G1 ( s )
X(s)
G2 ( s )
C(s)
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2.3.2 动态结构图的等效变换
一、等效变换
(一)串联方框图的等效变换
R(s)
G1 ( s )
X(s)
G2 ( s )
C(s)
R (s)
G1 (s) G2 (s)
C (s)
C ( s) C ( s) X ( s) G( s) G1 ( s)G2 ( s) R( s ) X ( s ) R( s )
从上图可以看出,该图中没有直接的串联、 并联连接,也没有反馈连接,但是我们若能根据 等效的原则将最右边的综合点移出反馈环,那么 该结构图就可以再次进行化简了。
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2.3.2 动态结构图的等效变换
(四)综合点、分支点的移动
1 两个相邻的综合点之间可以进行位置交换
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2.3.2 动态结构图的等效变换
一、等效变换
所谓等效变换,是指变换前后输入输出总的数 学关系保持不变.下面依据等效的原理,推导变换 的基本规则.
(一)串联方框图的等效变换
串联的两个方框顺次连接,第一个方框的输 出信号是第二个方框的输入信号
串联环节的等效传递函数等于各环节传递函数的乘积
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2.3.2 动态结构图的等效变换
一、等效变换
(二)并联方框图的等效变换 两并联方框的输入信号相同,输出信号相加 减后形成一个总输出。
R(s)
G1 ( s )
X1(s) C(s)
R (s)
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2.3.1 动态结构图的建立
一、动态结构图的组成
2 传递函数框图
X(s) G(s) Y(s)
传递函数方框的输出信号Y(s)、输入 信号X(s)与传递函数G(s)间满足关系式
Y ( s ) G( s ) X ( s)
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并联环节的等效传递函数等 于各环节传递函数的代数和
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2.3.2 动态结构图的等效变换
一、等效变换
(三)反馈连接框图的等效变化 反馈连接与并联方框不同的是,两传递函数 方框的输入信号不相同,且传递信号的方向相反.
R(s)
G1 ( s )
X1(s) C(s)
R(s) B(s)
E(s)
G1(s)
C(s)
G2 ( s )
±
X2(s)
H(s)
并联连接
反馈连接
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2.3.2 动态结构图的等效变换
一、等效变换
(三)反馈连接框图的等效变化
R(s) B(s) H(s) E(s) G1(s) C(s)
X ( s ) R( s ) C ( s )
Y (s) G1 (s) X (s)
C(s) G2 (s) Y (s)
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2.3.1 动态结构图的建立
温馨提示:绘制动态结构图时,系统的给定输 入信号一般在方框图的最左边,输出信号在方 框图的最右边. 注意信号流向,相同信号进行 连接。
R1 R2
C(s)
(4)
-
G ( 1 s)
G( 2 s)
C(s)
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2.3.2 动态结构图的等效变换
在上面练一练1(4)的结构图中,若再添加一个 综合点,如下图所示,又如何进行等效化简.
R(s)
-
G1 ( s )
+
G2 ( s )
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