《现代控制系统 The Academy of Armored Force Engineering of PLA》第二章 系统的数学模型（3/3）

2.5方框图模型 )方框图模型的描述 传递函数的因果关系体现在它便于用图解的方法 表示系统变量之间的关系。在控制工程中 泛采用方框图( block diagram)表示法来描述系统 变量间的关系。它由单方向的功能块组成,这些 方框代表了系统中各元件的形式,也即变量间的 传递函数 MODERN CONTROL SYSTEM

0 2.5 方框图模型 一）方框图模型的描述 传递函数的因果关系体现在它便于用图解的方法 表示系统变量之间的关系。在控制工程中，已广 泛采用方框图(block diagram)表示法来描述系统 变量间的关系。它由单方向的功能块组成，这些 方框代表了系统中各元件的形式，也即变量间的 传递函数

K itput G(s)= B s(s+ b)(est r) 图222直流电动机的方框图 Inputs Outputs stem 图223双输入双输出系统的一般功能块描述 MODERN CONTROL SYSTEM

1 图2.22 直流电动机的方框图 图2.23 双输入双输出系统的一般功能块描述

r11 R2(5) G225) 3(5) 图224互连系统的方框图 (S)=G1(S)R1(s)+G12(S)R2(S) =GR H2(s)=G21(s)R(s)+G2(s)R(s) MODERN CONTROL SYSTEM

2 图2.24 互连系统的方框图 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 11 1 12 2 Y s  G s R s  G s R s ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 21 1 22 2 Y s  G s R s  G s R s Y  GR

二)方框图化简 闭环反馈系统 Input t Output G(s B(5) H(5) (s) 图225负反馈控制系统 MODERN CONTROL SYSTEM

3 二）方框图化简 闭环反馈系统 图2.25 负反馈控制系统

Ea( s=R(S-BS=RS)-H(S)Y(s) Y(S=G(SEa(s) (s)=s风s)-H(s)( YS(1+aS)H(S=GS)Rs) 由此建立的输入输出间的关系 R(s 1+ G(SH(S) MODERN CONTROL SYSTEM

4 E (s) R(s) B(s) R(s) H(s)Y(s) a     Y (s) G(s)E (s)  a Y(s)G(s)R(s)H(s)Y(s) Y(s)1G(s)H(s)G(s)R(s) 由此建立的输入输出间的关系 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) G s H s G s R s Y s  

G1( G2( G. 合并串联方块 G、G 求和点后移 X X, 分支点前移 DEL MODERN CONTROL SYSTEM

5 合并串联方块 求和点后移 分支点前移

X? 分支点前移 X 分支点后移 X 求和点前移 X X I+ Gr 消除反馈回路 DEI MODERN CONTROL SYSTEM

6 3 分支点前移 4. 分支点后移 5 求和点前移 6.消除反馈回路

例11:化简下面方框图,求出系统传递函数 H H H 图226多回路反馈控制系统 MODERN CONTROL SYSTEM

7 例 11：化简下面方框图，求出系统传递函数 图2.26 多回路反馈控制系统

R(s) G G Y(s) HI R Y(s) HI

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R GG 1-G:H Ys H (b) GaGaG Y(3) G G H1+GGH R(s) GGG G G G+G GH2+G,, G4H MODERN CONTROL SYSTEM

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