大學(xué)自動(dòng)控制原理-2.4典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

§2.4經(jīng)典步驟傳遞函數(shù)§2.4.1百分比步驟§2.4.2慣性步驟（一階慣性步驟）§2.4.3微分步驟§2.4.4積分步驟§2.4.5振蕩步驟（二階振蕩步驟）§2.4.6延時(shí)步驟（拖延步驟）第1頁§2.4.1百分比步驟凡輸出量與輸入量成正比，輸出不失真也不延遲，而按百分比地反應(yīng)輸入步驟，稱為百分比步驟。動(dòng)力學(xué)方程為：

第2頁§2.4.2慣性步驟：（一階慣性步驟）動(dòng)力學(xué)方程為：K為慣性步驟增益或放大系數(shù)；T為時(shí)間常數(shù)

理想一階慣性步驟

第3頁例1.無源濾波電路第4頁解：LT得：第5頁例2、彈簧阻尼系統(tǒng)第6頁第7頁§2.4.3微分步驟微分步驟含有輸出正比于輸入微分即T為微分步驟時(shí)間常數(shù)

第8頁1、理想微分步驟2、實(shí)際微分步驟3、微分步驟對系統(tǒng)控制作用第9頁例1、

電壓下列圖為一直流發(fā)電機(jī)原理圖。激磁電壓ui恒定，磁通不變。此時(shí)電樞u0與轉(zhuǎn)速成正比(θ為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角)，即輸入量為θ，輸出量為u0。第10頁解：因?yàn)榇磐ú蛔儯萿i恒定直流發(fā)電機(jī)作為測速發(fā)電機(jī)時(shí)能夠認(rèn)為是一個(gè)微分步驟第11頁例：液壓阻尼器原理圖，圖中A為活塞右邊面積；k為彈簧剛度；R為節(jié)流閥液阻；p1、p2分別為油缸左、右腔單位面積上壓力。xi—活塞位移x0—油缸位移第12頁油缸力平衡方程式：經(jīng)過節(jié)流閥流量：第13頁此系統(tǒng)為包含有慣性步驟及微分步驟系統(tǒng)。

當(dāng)|Ts|<<1時(shí)，G(s)=Ts，才近似為理想微分步驟。第14頁（1）預(yù)見輸入（使輸入提前）t1o百分比步驟第15頁百分比+微分t1o第16頁(2)增加阻尼第17頁(3)強(qiáng)化噪聲第18頁§2.4.4積分步驟積分步驟是輸出正比于輸入對時(shí)間積分步驟。第19頁例題：第20頁當(dāng)A盤作恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，并靠摩擦力帶動(dòng)B盤以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因B盤和I軸間以滑動(dòng)鍵聯(lián)接，故B盤滑動(dòng)就會(huì)改變偏心量e；當(dāng)初e=0，A盤轉(zhuǎn)動(dòng)而B盤不轉(zhuǎn)；e增大，B盤角速度ω正比增大，設(shè)K為百分比常數(shù)，B盤轉(zhuǎn)角為θ(t)。輸入—e輸出—θ(t)第21頁第22頁§2.4.5振蕩步驟（二階振蕩步驟）第23頁第24頁2)ξ≥1時(shí)，二階步驟不是振蕩步驟，而是兩個(gè)一階慣性步驟組合。所以二階步驟不一定是振蕩步驟。注意：1）0≤ξ＜1時(shí)，二階系統(tǒng)為振蕩步驟。第25頁例：無源R-C-L網(wǎng)絡(luò)第26頁解：第27頁§2.4.6延時(shí)步驟（拖延步驟）τ為延遲時(shí)間第28頁1、一個(gè)元件和一個(gè)步驟不是等價(jià)。一個(gè)元件可能劃分為幾個(gè)步驟，也可能幾個(gè)元件組成一個(gè)步驟。

強(qiáng)調(diào)：

2、不要把表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況物理框圖與分析系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖混同。3、步驟傳遞函數(shù)也不是固定不變，這取決于選取輸入及輸出量是什么。當(dāng)輸入、輸出量不一樣時(shí)，傳遞函數(shù)不一樣。第29頁相同原理對于上述兩圖知是電系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)兩種裝置。第30頁對于這兩種機(jī)構(gòu)求其傳遞函數(shù)均為二者物理模型不