下载后可任意编辑登录 注册主页 关于我们 控制理论教学 制冷机仿真 热工设备仿真 论坛 博客 联系我们 您当前的位置: 主页 > 控制理论教学 > 控制理论教程 > 第二章 > 2.3习题演练 控制系统实验 控制理论教程 学生作业档案 老师办公室 典型作业展示 常见问题第一章 自动控制的基本概念第二章 控制系统的数学描述第三章 控制系统的时域分析第四章 控制系统的频域分析第五章 过程控制2.3 控制系统的典型环节2.3 控制系统的典型环节 自动控制系统是由不同功能的元件构成的。从物理结构上看, 控制系统的类型很多, 相互之间差别很大, 似乎没有共同之处。在对控制系统进行分析讨论时, 我们更强调系统的动态特性。具有相同动态特性或者说具有相同传递函数的所有不同物理结构, 不同工作原理的元器件, 我们都认为是同一环节。因此, 环节是下载后可任意编辑按动态特性对控制系统各部分进行分类的。应用环节的概念, 从物理结构上千差万别的控制系统中, 我们就发现, 她们都是有为数不多的某些环节组成的。这些环节成为典型环节或基本环节。经典控制理论中, 常见的典型环节有以下六种。2.3.1 比例环节比例环节是最常见、 最简单的一种环节。比例环节的输出变量 y(t)与输入变量 x(t)之间满足下列关系 (2.24)比例环节的传递函数为 (2.25)式中 K 为放大系数或增益。杠杆、 齿轮变速器、 电子放大器等在一定条件下都能够看作比例环节。例 10 图 2.10 是一个集成运算放大电路, 输入电压为, 输出电压为, 为输入电阻, 为反馈电阻。我们现在求取这个电路的传递函数。解 从电子线路的知识我们知道这是一个比例环节, 其输入电压与输出电压的关系是下载后可任意编辑 (2.26)按传递函数的定义, 能够得到 (2.27)式中, 可见这是一个比例环节。假如我们给比例环节输入一个阶跃信号, 她的输出同样也是一个阶跃信号。阶跃信号是这样一种函数 (2.28) 式中为常量。当时, 称阶跃信号为单位阶跃信号。阶跃输入下比例环节的输出如图 2.11 所示。比例环节将原信号放大了 K倍。图 2.10 比例器下载后可任意编辑 图 2.11 比例环节的阶跃响应( a) 阶跃输入; ( b) 阶跃输出2.3.2 惯性环节惯性环节的输入变量 X(t)与输出变量 Y(t)之间的关系用下面的一阶微分方程描述 (2.29)惯性环节的传递函数为 (2.30)式中, T 称为惯性环节的时间常数, K 称为惯性环节的放大系数。 惯性环节是具有代表性的一类...
