结构图及信号流图.

结构图及其等效变换本节主要内容•为什么要绘制系统的结构图•结构图的组成要素•怎样绘制实际系统的结构图•如何进行结构图的等效变换（法则及技巧）•结构图的适用范围（局限性）G+_负载V+_31UabUabU07I_+546If+_28M•结构图是介于原理图和数学方程之间，描述系统各组成元部件之间信号传递关系的数学图形。它既补充了原理图所缺少的变量间的定量关系，又避免了抽象的纯数学描述。•结构图是系统的一种数学模型，它可以对系统的特性进行全面的描述。一、结构图的组成•1、信号线R(s)R(s)R(s)R(s)C(s)_R(s)-C(s)R(s)C(s)G(s)•2、引出点•3、比较点•4、方块（环节）二、结构图的建立三、结构图的等效变换法则1、环节串联RsGsGRsGUUsGC)()()()(12122、环节并联RsGsGRsGRsGRsGURsGUUUC)()()()()()(21212211213、反馈连接CsHsGRsGCCsHRBREEsGC)()()()()(RsGCsHsG)()()(1)()(1)()()()(sHsGsGsRsCs例1电枢控制式直流电动机结构图化简例2函数记录仪结构图化简例3结构图化简例4结构图化简例5结构图化简信号流图一、信号流图的组成二、信号流图的绘制1、由微分方程绘制信号流图2、由结构图绘制信号流图2、由结构图绘制信号流图信号流图与结构图的对比信号流图结构图源节点信号输入阱节点信号输出混合节点比较点，引出点支路环节支路增益环节传递函数前向通路回路互不接触回路三、梅逊（Mason）增益公式四、举例例1求传递函数C(s)/R(s)例2求传递函数C(s)/R(s)例3求传递函数C(s)/R(s)15]RCs1[216()RCs3)(1RCs31)(1RCsP113231()()15()6()1()RCssRCsRCsRCs321()5()6()1RCsRCsRCs11()nkkkGsP例4求传递函数C(s)/R(s)1H1[1G2G21GG3G]3G13HG13212111HGGGGGH211GGP1132GP121H132121113211)1()(HGGGGGHHGGGs11()nkkkGsP例5求传递函数C(s)/R(s)22GH1[14321HGGGG]1421HGGG142114321221HGGGHGGGGHG1143211GGGGP124212GGGP1354323GGGGP145424GGGP156435GGGP1642266GGHGP142114321222642643542543242143211)(HGGGHGGGGHGHGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGs11()nkkkGsP例6求传递函数C(s)/R(s),C(s)/N(s)2GH1[21GG]31GGHGGGGGGGHG32131212111211GGPHGGGP2231211213121213123(1)()1GGGGGHsGHGGGGGGGHHGPNN21111122142NNGGGPHGGGGPNN2331431HGGGGGGGHGGGGHGGGGsN3213121242124311)1)(1()(213()()GHGG11()nkkkGsP控制系统的传递函数•例7系统结构图如图所示•求当输入时系统的响应；•求当干扰时系统的响应；•求当初条件时系统的自由响应；•求在上述三个因素同时作用下系统的总输出；•求在上述三个因素同时作用下系统的总偏差)(1)(ttr)(tcr)()(ttn)(tcn0)0(1)0(cc)(0tc)(tc)(te