自动控制原理.ppt

自动控制原理
天津职业技术师范大学
自动化及电气工程学院

王菁华
2-5 典型环节及其传递函数
2
r(t)
1
c(t)
t
0
K
t
0
K
(杠杆,齿轮系,电位器,变压器等)
运动方程式 c(t) = K r(t)
传递函数 G(s) = K
单位阶跃响应 C(s) = G(s) R(s) = K/s
c(t) = K1(t)

微分方程式:
3
传递函数:
式中,T是惯性环节时间常数。惯性环节的传递函数有一个负实极点 p = 1/T,无零点。
j

0
1/T
单位阶跃响应:
4
0
t
c(t)

微分方程式:





T
2T
3T
4T
传递函数:
阶跃响应曲线是按指数上升的曲线。
比如RC滤波电路。
5
r(t)
t
0
1
c(t)
t
0
1
T


当输入突然除去,积分停止,输出维持不变,故有记忆功能。

微分方程式为:
单位阶跃响应:
6
c(t) = T(t)
由于阶跃信号在时刻t = 0有一跃变,其他时刻均不变化,所以微分环节对阶跃输入的响应只在t = 0时刻产生一个响应脉冲。
理想的微分环节在物理系统中很少独立存在,常见的为带有惯性环节的微分特性,传递函数为:
传递函数为: G(s)=Ts
单位阶跃响应:
r(t)
t
0
1
c(t)
t
0
T
7
传递函数为:
或
式中,T > 0,0 < <1,n = 1/T,T 称为振荡环节的时间常数, 为阻尼比,n为无阻尼振荡频率。振荡环节有一对位于s左半平面的共轭极点:

微分方程式为:
8
单位阶跃响应:
式中,β=cos-1。响应曲线是按指数衰减振荡的,故称振荡环节。
c(t)
t
0
1
n
s1
s2
jd
n
j

0
9

微分方程式为: c(t) = r(t )
传递函数为: G(s) =e s
单位阶跃响应:
c(t) = 1(t )
r(t)
t
0
1
c(t)
t
0
1

2-6 系统的结构图
10

定义: 由具有一定函数关系的环节组成的,并标明信号流向的系统的方框图,称为系统的结构图。
放大器
电动机
测速机
ur
uf
ua

e
+
-
结构图的定义及基本组成
直流电动机转速控制系统: