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07-1 开环闭环及误差传递函数

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07-1 开环闭环及误差传递函数

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本节课适用对象

  • 零基础的学生
  • 基础薄弱的学生

本节课所授知识点

  • 开环传递函数的定义
  • 闭环传递函数的定义
  • 误差传递函数的定义

专题:开环、闭环及误差传递函数

开环传递函数

07-1_p168_fig01.png

反馈信号 B(s)B(s) 与误差信号 E(s)E(s) 之比,叫做开环传递函数,即

B(s)E(s)=G(s)H(s)\frac{B(s)}{E(s)} = G(s)H(s)

闭环传递函数

应用叠加定理,令 N(s)=0N(s) = 0,输出信号 CR(s)C_R(s) 与输入信号 R(s)R(s) 之比,叫做输入信号作用下的闭环传递函数,即

Φ(s)=CR(s)R(s)=G1(s)G2(s)1+G1(s)G2(s)H(s)\Phi(s) = \frac{C_R(s)}{R(s)} = \frac{G_1(s)G_2(s)}{1 + G_1(s)G_2(s)H(s)}

应用叠加定理,令 R(s)=0R(s) = 0,输出信号 CN(s)C_N(s) 与扰动信号 N(s)N(s) 之比,叫做扰动信号作用下的闭环传递函数,即

ΦN(s)=CN(s)N(s)=G2(s)1+G1(s)G2(s)H(s)\Phi_N(s) = \frac{C_N(s)}{N(s)} = \frac{G_2(s)}{1 + G_1(s)G_2(s)H(s)}

应用叠加定理,系统总输出为

C(s)=CR(s)+CN(s)=Φ(s)R(s)+ΦN(s)N(s)C(s) = C_R(s) + C_N(s) = \Phi(s)R(s) + \Phi_N(s)N(s)


误差传递函数

07-1_p169_fig01.png

应用叠加定理,令 N(s)=0N(s) = 0,误差信号 ER(s)E_R(s) 与输入信号 R(s)R(s) 之比,叫做输入信号作用下的误差传递函数,即

ΦE(s)=ER(s)R(s)=11+G1(s)G2(s)H(s)\Phi_E(s) = \frac{E_R(s)}{R(s)} = \frac{1}{1 + G_1(s)G_2(s)H(s)}

应用叠加定理,令 R(s)=0R(s) = 0,误差信号 EN(s)E_N(s) 与扰动信号 N(s)N(s) 之比,叫做扰动信号作用下的误差传递函数,即

ΦEN(s)=EN(s)N(s)=G2(s)H(s)1+G1(s)G2(s)H(s)\Phi_{EN}(s) = \frac{E_N(s)}{N(s)} = \frac{-G_2(s)H(s)}{1 + G_1(s)G_2(s)H(s)}

应用叠加定理,系统总误差为

E(s)=ER(s)+EN(s)=ΦE(s)R(s)+ΦEN(s)N(s)E(s) = E_R(s) + E_N(s) = \Phi_E(s)R(s) + \Phi_{EN}(s)N(s)

07-1_p169_fig02.png

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