自控典型环节
摘要: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研究时,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。所以,环节是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,他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)之间满足下列关系比例环节的传递函数为(2.24)(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可以看作比例环节。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,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按传递函数的定义,可以得到为反馈(2.26)(2.27)式中,可见这是一个比例环节。如果我们给比例环节输入一个阶跃信号,他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
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