《信號(hào)與系統(tǒng)系統(tǒng)框圖》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《信號(hào)與系統(tǒng)系統(tǒng)框圖(16頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、系統(tǒng)方框圖,一系統(tǒng)用方框圖表示,一個(gè)系統(tǒng)的方框圖可由許多子系統(tǒng)的框圖作適當(dāng)聯(lián)接組成。子系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式有級(jí)聯(lián)、并聯(lián)和反饋三種。,,(1)級(jí)聯(lián),,等效系統(tǒng)函數(shù)為,(2)并聯(lián),等效系統(tǒng)函數(shù)為,,(3)反饋,,等效系統(tǒng)函數(shù)為,,對(duì)于負(fù)反饋,總有,由于不同的聯(lián)結(jié)方式,系統(tǒng)的方框圖表示有多種:直接型、級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型等,例1:一因果二階系統(tǒng),其系統(tǒng)函數(shù)為,用程序方框圖表示該系統(tǒng),(a)直接型 原方程可轉(zhuǎn)換為,,(b)并聯(lián)型 H(s)可重寫成,,(c)級(jí)聯(lián)型 將H(s)作部分分式展開可得:,二、根據(jù)程序框圖寫出系統(tǒng)函數(shù),法1:Mason公式 *法2:利用單位脈沖法,Mason公式,,Mason公式為,其中
2、,從輸入節(jié)點(diǎn)到輸出節(jié)點(diǎn)之間的系統(tǒng)函數(shù),特征式,從輸入節(jié)點(diǎn)到輸出節(jié)點(diǎn)的第k條前向通路增益,在 中,將與第k條前向通路相接觸的回路所在項(xiàng)去掉后余下的部分,所有不同回路增益之和,所有兩兩互不接觸回路增益乘積之和,所有三個(gè)互不接觸回路增益乘積之和,脈沖響應(yīng)法,單位脈沖函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為(t)=+(t=0),其拉普拉斯變換為L(zhǎng)(t)=1。 當(dāng)輸入信號(hào)x(t)=(t),也就是X(S)=1時(shí),系統(tǒng)的輸出響應(yīng)Y(S)稱作單位脈沖響應(yīng)。這時(shí):系統(tǒng)函數(shù)H(S)=Y(S)。 通過(guò)設(shè)系統(tǒng)輸入函數(shù)X(S)=1,求輸出的單位脈沖響應(yīng)的拉普拉斯變換而確定系統(tǒng)函數(shù)的方法,稱為脈沖響應(yīng)法。,,,,,,,,,,,,,,,,
3、,,,,,,,,,,,,,,,G1,G2,G3,H1,H2,Y(S),+,_,+,+,+,_,,,,X1(s),H1X1(s),Y(S),H2Y(S),1.將反饋環(huán)節(jié)于信號(hào)引出點(diǎn)處切斷,并且在引出點(diǎn)處用某變量標(biāo)明。 2.將反饋環(huán)挪開,但在比較器(加法器)的輸入端保留反饋信號(hào),并且將各反饋信號(hào)用引出點(diǎn)處信號(hào)與反饋通道傳遞函數(shù)之乘積表示。 3.消除輸入輸出以外的中間變量。(注:盡可能地將中間變量用輸出量表示) X1(S)G2G3=Y(S) 得 H1X1(S)= 4.令X(S)=1,按信息流向從左向右寫出輸出與輸入之間的函數(shù)關(guān)系式。,1,H1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,G1,G2
4、,G3,Y(S),+,_,+,+,+,_,X1(s),H1X1(s),Y(S),H2Y(S),1.將反饋環(huán)節(jié)于信號(hào)引出點(diǎn)處切斷,并且在引出點(diǎn)處用某變量標(biāo)明。 2.將反饋環(huán)挪開,但在比較器(加法器)的輸入端保留反饋信號(hào),并且將各反饋信號(hào)用引出點(diǎn)處信號(hào)與反饋通道傳遞函數(shù)之乘積表示。 3.消除輸入輸出以外的中間變量。(注:盡可能地將中間變量用輸出量表示) X1(S)G2G3=Y(S) 得 H1X1(S)= 4.令X(S)=1,按信息流向從左向右寫出輸出與輸入之間的函數(shù)關(guān)系式。,1, ( 1Y(S)+ ) G1 H2Y(S) G2 G3=Y(S),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
5、,,,,,,,,,G1,G2,G3,H1,H2,X(S),Y(S),+,_,+,+,+,_,4. ( 1Y(S)+ ) G1 H2Y(S) G2 G3=Y(S) 5.求輸出函數(shù)的拉氏變換形式: Y(S) = 6.H(S)=Y(S),書上例題9.17,第一步:將反饋環(huán)節(jié)于信號(hào)引出點(diǎn)處切斷,并且在引出點(diǎn)處用某變量標(biāo)明。如圖1所示。,,2/s,,+,,,,,,,+,,,1/s,,,+,,,y(t),,,-4,-2,,,,,,,,,X(t),X1(s),X2(s),,,,,,2/s,,+,,,,,,,+,,,1/s,,,+,,,,,1,Y(s),-4X1(s),-2X2(s)=-2Y(s)+2X
6、1(s),,第三步:消除輸入輸出以外的中間變量。(注:盡可能地將中間變量用輸出量表示) X2(s)+X1(s)=Y(s) (1-4X1(s))=X1(s) 由得到:X1(s)=2/(8+s),X1(s),X2(s),,,,2/s,,+,,,,,,,+,,,1/s,,,+,,,,,1,-4X1(s),-2X2(s)=-2Y(s)+2X1(s),Y(s),第四步:按信息流向從左向右寫出輸出與輸入之間的函數(shù)關(guān)系式。 X1(s)+ 1-2X2(s)(1/s)=Y(s) 將X1(s)=2/(8+s)代入: 得到 Y(s)=,2/(8+s),總結(jié),,程序框圖,系統(tǒng)函數(shù),,,,1.梅森公式 2.單位響應(yīng)法,1.直接型 2.級(jí)聯(lián)型 3.并聯(lián)型,