定义:一个传递函数控制系统作为初始条件的同时,LAPPACT变换的LAPPALL变换与输入的比率,如0.AS。基本上它提供了系统的输入和输出之间的关系。
对于控制系统,T(s)通常代表传递函数。
在给出X(s)和y的图中,y(s)分别表示输入和输出。
系统的转移为:
转移函数被认为是代表一个的合适方式线性时间不变系统。
我们知道,在一个控制系统中,系统在应用输入上的行为行为的方式会导致输出的变化。
对于任何系统,最初,系统的参数定义并根据系统的需要,选择值。此外,选择输入以确定系统的执行方式。
因此,所实现的输出将表示系统的性能。因此可以表示为:
因此
因此,我们可以说是根据所施加的输入解释系统参数的数学函数,以获得所需的输出。
这开环和闭环系统具有不同的传递函数。这是因为在闭环系统中引入反馈循环。
与系统的传递函数相关的术语
如我们所知,传递函数作为输出和输入的拉普拉斯变换给出。因此表示为“s”中多项式的比率。
因此,可以写作:
在分解形式中,上述等式可以写作:
:K是系统的增益因子。
- 转移函数的极点
传递函数的极限被定义为参数的那些值,其替换在分母中的替换使得将功能转移为无限。
因此,在上面的等式中,如果s被替换为s1,S.2- S.N在分母中,那么这些值充当传递函数的极点。
当分母中的术语等同于零时,所获得的根称为杆。
让我们有一个带传递函数的系统:
有传递函数的极点
这些是上述传递函数的极点。由于在分母中取代这些值,导致提供无限的转移功能。
转移功能的极点通常为三种类型:简单,重复和共轭杆。
如果值是真实的和不重复的,那么这种磁极被称为简单的杆子。
示例:s = 0,2,-4等
当磁极的值是重复时,这种杆子被称为重复的杆子。
示例:s = -1,+1,-2,-2等
虽然当存在杆的复杂共轭值时,那么它被称为复杂共轭杆。
示例:s = -2 + J1
S平面中的X轴代表磁极。
- 转移函数的零
我们已经讨论过磁极由传递函数的分母指定。但是,使用分子评估传递函数的零。
S的转移函数的分子代替时,将被称为传递函数为零的那些值。转移功能的零。
与杆一样,零也是等式的根,当分子中的术语等同于0时,可以实现。
取决于它们是否是重复,非重复或复杂的共轭对的,零也可以是3种类型。
考虑系统具有传输功能:
有转移函数的零
这些是传递函数的零,因为这些值替换为系统0的总传递函数。
- 传递函数特征方程
当等同于0时,系统的传递函数的分母提供该特定系统的特性方程。
用于传递函数:
特征方程将作为:
- 传递函数的顺序
传递函数的顺序由系统的特征方程定义。基本上基本上是在特征方程中存在的最大功率(即,在分母多项式中)。
- 极点零点
当传递函数的所有极点和零在S平面中表示。然后,这种曲线称为系统的极零图。
- 直流收益
每当转移函数的频率分量,即,在系统的传递函数中被替换为0,那么所达到的值称为DC增益。
过程计算控制系统的传递函数
为了确定任何网络或系统的传递函数,步骤如下:
- 首先,在考虑系统中的不同必需的变量之后,必须写入系统的时域方程。
- 然后在将初始条件视为零时,写入系统的时域方程的拉普拉斯变换。
- 现在确定输入以及从频域方程中的输出变量,即laplace变换。
- 此外,必须删除最初考虑的变量,并且我们必须以输入和输出变量的形式写入结果方程。
- 现在,必须确定输出和输入的拉普拉斯变换的比率,以便具有整个系统的传递函数。
正如我们已经讨论的那样,拉普拉斯变换充当确定电网传递函数的主要步骤。我们知道大多数电气网络由R,L和C等元素组成。
下表如下所示,显示了元素电压的时域和频域表达式R.那L.和C。
因此,通过使用拉普拉斯域表达式,可以确定由R,L和C组成的任何电网的传递函数。
考虑下面给出的电动网络,其传递函数是确定的:
让E.一世(t)和eO.(t)分别是施加和输出电路的输入。
在上述电路中应用KVL,
和
进一步忽略初始条件并参加上述等式的拉拉普拉斯变换,我们将得到
因此
由于i(s)是介绍的变量,因此我们需要以输入和输出的形式转换它。
来自EQ4.
将i(s)的值替换为EQ 5,我们将得到
由于传递函数是LAPLACE域中的输出的比率。
因此,这是上述给定电网的传递函数。
好处
- 可以使用拉普拉斯变换将复杂的时域方程转换为简单的代数形式。
- 它提供了整个系统的数学模型以及每个系统组件。
- 对于已知的传递函数,输出响应易于确定任何参考输入。
- 它有助于确定像杆,零等的系统的重要参数。
- 可以使用传递函数容易地分析系统的稳定性。
- 它有助于将输出与输入相关。
缺点
- 它不适用于非线性系统。
- 初始条件不被认为是忽略了它们产生的效果。
这是关于控制系统的传递函数。
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