U,(s)-Uc (s)(1)I,(s)R,I,(s)-12(s)(2)Uc (s)=sC,Uc (s)-U,(s)(3)I,(s)R,I,(s)(4)U.(s)SC2②④?I(s)③Uc(s)U.(s)I(s)U,(s)RRSCsCC:Uc(s)U,(s)(c)方块图图2-21二阶RC网络根据公式(1)~(4),分别画出对应的方块图,如图(c)中虚线框所示由图清楚地看到,后一级R2-C2网络作为前级Ri-Ci网络的负载,对前级Ri-C网络的输出电压u。产生影响,这就是负载效应。如果在这两极R-C网络之间接入一个输入阻抗很大而输出阻抗很小的隔离放大器,如图2-22所示。则此电路的方块图如图(b)所示。R,R2隔离放大器OuruC(a)图2-22带隔离放大器的两级RC网络37
37 = − = − = − = (4) ( ) ( ) (3) ( ) ( ) ( ) (2) ( ) ( ) ( ) (1) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 1 sC I s U s R U s U s I s sC I s I s U s R U s U s I s c C c C r C - - - C B ① ② ③ ④ A (c)方块图 1 1 sC 2 1 sC ( ) 1 U s C U (s) r ( ) 1 I s U (s) c U (s) c ( ) 2 I s 1 1 R 2 1 R ( ) 1 U s C 图 2-21 二阶 RC 网络 根据公式(1)~(4),分别画出对应的方块图,如图(c)中虚线框所示。 由图清楚地看到,后一级 R2-C2 网络作为前级 R1-C1 网络的负载,对前级 R1-C1 网络 的输出电压 1 c u 产生影响,这就是负载效应。 如果在这两极 R-C 网络之间接入一个输入阻抗很大而输出阻抗很小的隔离放大器, 如图 2-22 所示。则此电路的方块图如图(b)所示。 图2-22 带隔离放大器的两级RC网络 隔 离 放 大 器 R1 R2 ur C1 C2 uc ( a)
U.(S)U.(sTy1KTOIRTsC2.4.4方块图的简化一等效变换为了由系统的方块图方便地写出它的闭环传递函数,通常需要对方块图进行等效变换。方块图的等效变换必须遵守一个原则,即变换前后各变量之间的传递函数保持不变。在控制系统中,任何复杂系统主要由响应环节的方块经串联、并联和反馈三种基本形式连接而成。三种基本形式的等效法则一定要掌握。(1)串联连接R(s)C(s)U,(s)U,(s)R(s)c(s)G(s)G,(s)G,(s)G(s)(b)(a)图2-23环节的串联连接在控制系统中,常见几个环节按照信号的流向相互串联连接特点:前一环节的输出量就是后一环节的输入量。U,(s)=G,(s)R(s)U,(s)=G,(s)U,(s)=G,(s)G,(s)R(s)C(s) = G,(s)U,(s) = G,(s)G2(s)G,(s)R(s)C =G(s)G;(s)G;(s) =G(s)R(s)结论:串联环节的等效传递函数等于所有传递函数的乘积。G,(s)G(s)=式中,n为相串联的环节数。(2)并联连接38
38 K 1 1 R 2 1 1 R 1 sC 2 1 sC U (s) r U (s) c 2.4.4 方块图的简化——等效变换 为了由系统的方块图方便地写出它的闭环传递函数,通常需要对方块图进行等效变 换。方块图的等效变换必须遵守一个原则,即变换前后各变量之间的传递函数保持不变。 在控制系统中,任何复杂系统主要由响应环节的方块经串联、并联和反馈三种基本形式 连接而成。三种基本形式的等效法则一定要掌握。 (1)串联连接 R(s) C(s) (a) ( ) 1 U s ( ) 2 U s ( ) 1 G s ( ) 2 G s ( ) 3 G s R(s) G(s) C(s) (b) 图 2-23 环节的串联连接 在控制系统中,常见几个环节按照信号的流向相互串联连接。 特点:前一环节的输出量就是后一环节的输入量。 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 2 3 2 1 2 2 1 2 1 1 1 C s G s U s G s G s G s R s U s G s U s G s G s R s U s G s R s = = = = = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 3 G s G s G s G s R s C s = = 结论:串联环节的等效传递函数等于所有传递函数的乘积。 = = n i i G s G s 1 ( ) ( ) 式中,n 为相串联的环节数。 (2)并联连接