控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖等效變換和簡化

結(jié)構(gòu)圖等效變換和簡化

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖通過等效變換可以方便的求取閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；等效變換的過程實際上是元部件運動方程之間消去中間變量求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)的過程。

一個復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其方框間的連接必然是錯綜復(fù)雜的，但方框間的基本連接方式只有串聯(lián)，并聯(lián)和反饋連接三種，結(jié)構(gòu)圖的簡化方法是移動引出點或比較點，交換比較點，進行方框運算將串聯(lián)、并聯(lián)和反饋連接的方框合并，在簡化過程中應(yīng)遵循變換前后變量關(guān)系保持等效的原則，即變換前后功率守恒，物理量乘積不變。

1. 串聯(lián)方框的簡化：兩個方框串聯(lián)連接的等效方框等于各個方框傳遞函數(shù)之乘積。

2.并聯(lián)方框的簡化：兩個方框并聯(lián)連接的等效方框等于各個方框傳遞函數(shù)之代數(shù)和。

3.反饋連接方框的簡化

反饋連接方框的等效傳遞函數(shù)稱為閉環(huán)傳遞函數(shù)，分母中負號對應(yīng)正反饋，正號對應(yīng)負反饋。

帶有反饋控制的電壓控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖簡化變換：

把方便合并簡化的部分首先進行簡化：

把并聯(lián)方框簡化：

把電機負反饋連接方框簡化：

把串聯(lián)方框簡化：

把電壓負反饋連接方框簡化：

通過結(jié)構(gòu)圖的簡化，可以獲得帶有反饋控制的電壓控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖等效傳遞函數(shù)。系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)：