自動控制原理西北工業(yè)大學自動化學院

自動控制原理教學組自動控制原理西北工業(yè)大學自動化學院本次課程作業(yè)(4)

2—17,18,19,20自動控制原理本次課程作業(yè)(4)

2—17,18,19,2.3復域數(shù)學模型——傳遞函數(shù)（1）傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)和適用范圍（2）常用控制元件的傳遞函數(shù)（3）典型環(huán)節(jié)2.4控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的導出（2）結(jié)構(gòu)圖等效化簡課程回顧2.3復域數(shù)學模型——傳遞函數(shù)課程回顧控制系統(tǒng)的數(shù)學模型控制系統(tǒng)的數(shù)學模型自動控制原理（第7講）第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

§2.1引言§2.2控制系統(tǒng)的時域數(shù)學模型§2.3控制系統(tǒng)的復域數(shù)學模型§2.4控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換

§2.5控制系統(tǒng)的信號流圖§2.6控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)自動控制原理（第7講）§2.5控制系統(tǒng)的信號流圖§2.5.1信號流圖與結(jié)構(gòu)圖的對應關系

信號流圖

結(jié)構(gòu)圖源節(jié)點輸入信號阱節(jié)點輸出信號混合節(jié)點比較點，引出點支路環(huán)節(jié)支路增益環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)前向通路回路互不接觸回路§2.5控制系統(tǒng)的信號流圖§2.5.1信號（1）信號流圖結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）信號流圖結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖信號流圖與結(jié)構(gòu)圖的轉(zhuǎn)換（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖信號流圖與結(jié)構(gòu)圖的轉(zhuǎn)換（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（2）結(jié)構(gòu)圖信號流圖系統(tǒng)信號流圖（2）結(jié)構(gòu)圖信號流圖系統(tǒng)信號流圖§2.5.2梅遜（Mason）增益公式Mason公式:

—特征式 —前向通路的條數(shù)—第k條前向通路的總增益—所有不同回路的回路增益之和—兩兩互不接觸回路的回路增益乘積之和—互不接觸回路中，每次取其中三個的回路增益乘積之和—第k條前向通路的余子式(把與第k條前向通路接觸的回路去除，剩余回路構(gòu)成的子特征式§2.5.2梅遜（Mason）增益公式Mason公式:Mason公式（1）例1求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（1）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖例1求C(s)/R(s)例1求C(s)/R(s)Mason公式（2）例2求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（2）例2求傳遞函數(shù)C(s)/R(s例2求C(s)/R(s)例2求C(s)/R(s)Mason公式（3）例3求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（3）例3求傳遞函數(shù)C(s)/R(s

例3求C(s)/R(s)

例3求C(s)/R(s)Mason公式（4）例4求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（4）例4求傳遞函數(shù)C(s)/R(s例4求C(s)/R(s)例4求C(s)/R(s)Mason公式（5）例5求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（5）例5求傳遞函數(shù)C(s)/R(例5求C(s)/R(s)

例5求C(s)/R(s)

Mason公式（6）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖例6求傳遞函數(shù)C(s)/R(s),C(s)/N(s)Mason公式（6）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖例6求傳遞函數(shù)例6求C(s)/R(s),C(s)/N(s)例6求C(s)/R(s),C(s)/N(s)§2.6控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.輸入r(t)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)1.開環(huán)傳遞函數(shù)§2.6控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.輸入r(t)作用下控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.干擾n(t)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)4.系統(tǒng)的總輸出C(s)及總誤差E(s)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.干擾n(t)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(例)例7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示，求當輸入r(t)=1(t)干擾n(t)=d(t)初條件c(0)=-1c’(0)=0時系統(tǒng)的總輸出c(t)和總誤差e(t)。

求解控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(例)例7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示，控制系統(tǒng)的數(shù)學模型控制系統(tǒng)的數(shù)學模型本次課程作業(yè)(4)

2—17,18,19,20自動控制原理本次課程作業(yè)(4)

2—17,18,19,謝謝！

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§2.1引言§2.2控制系統(tǒng)的時域數(shù)學模型§2.3控制系統(tǒng)的復域數(shù)學模型§2.4控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換

§2.5控制系統(tǒng)的信號流圖§2.6控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)自動控制原理（第7講）§2.5控制系統(tǒng)的信號流圖§2.5.1信號流圖與結(jié)構(gòu)圖的對應關系

信號流圖

結(jié)構(gòu)圖源節(jié)點輸入信號阱節(jié)點輸出信號混合節(jié)點比較點，引出點支路環(huán)節(jié)支路增益環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)前向通路回路互不接觸回路§2.5控制系統(tǒng)的信號流圖§2.5.1信號（1）信號流圖結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）信號流圖結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖信號流圖與結(jié)構(gòu)圖的轉(zhuǎn)換（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖信號流圖與結(jié)構(gòu)圖的轉(zhuǎn)換（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（2）結(jié)構(gòu)圖信號流圖系統(tǒng)信號流圖（2）結(jié)構(gòu)圖信號流圖系統(tǒng)信號流圖§2.5.2梅遜（Mason）增益公式Mason公式:

—特征式 —前向通路的條數(shù)—第k條前向通路的總增益—所有不同回路的回路增益之和—兩兩互不接觸回路的回路增益乘積之和—互不接觸回路中，每次取其中三個的回路增益乘積之和—第k條前向通路的余子式(把與第k條前向通路接觸的回路去除，剩余回路構(gòu)成的子特征式§2.5.2梅遜（Mason）增益公式Mason公式:Mason公式（1）例1求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（1）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖例1求C(s)/R(s)例1求C(s)/R(s)Mason公式（2）例2求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（2）例2求傳遞函數(shù)C(s)/R(s例2求C(s)/R(s)例2求C(s)/R(s)Mason公式（3）例3求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（3）例3求傳遞函數(shù)C(s)/R(s

例3求C(s)/R(s)

例3求C(s)/R(s)Mason公式（4）例4求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（4）例4求傳遞函數(shù)C(s)/R(s例4求C(s)/R(s)例4求C(s)/R(s)Mason公式（5）例5求傳遞函數(shù)C(s)/R(s)

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Mason公式（5）例5求傳遞函數(shù)C(s)/R(例5求C(s)/R(s)

例5求C(s)/R(s)

Mason公式（6）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖例6求傳遞函數(shù)C(s)/R(s),C(s)/N(s)Mason公式（6）

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖例6求傳遞函數(shù)例6求C(s)/R(s),C(s)/N(s)例6求C(s)/R(s),C(s)/N(s)§2.6控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.輸入r(t)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)1.開環(huán)傳遞函數(shù)§2.6控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.輸入r(t)作用下控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.干擾n(t)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)4.系統(tǒng)的總輸出C(s)及總誤差E(s)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.干擾n(t)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(例)例7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如右圖所示，求當輸入r(t)=1(t)干擾n(t