本节计划内容：控制系统方框图及等效变换（1）传递函数的定义和性质1）定义2）性质（2）传递函数的极点和零点对输出的影响（3）典型环节及其传递函数1）比例环节2）惯性环节3）微分环节4）积分环节5）振荡环节6）纯时间延时环节（4）传递函数计算举例2、控制系统方框图的等效变换规则（1）串联环节的简化（2）并联环节的简化（3）反馈回路的简化（4）相加点和分支点的移动1）相加点前移2）相加点之间的移动3）分支点后移4）相邻分支点之间的移动3、典型环节及其传递函数特点：输入与输出量成正比，无失真和无时间延迟。实例：电子放大器、齿轮、电阻（电位器）、感应式变送器等。特点：输出量与输入量变化的速度成正比，能预示输入信号的变化趋势。实例：测速发电机输出电压与输入角度间的传递函数即为微分环节。4、传递函数的计算例2.2-4R、L、C串联电路,试写出电路的传递函数。补充作业：设无源电路网络如例图所示。已知初始条件为零，试求网络传递函数U0(s)/Ui(s)，并说明该网络是否等效于RC和RL两个网络的串联？【什么是控制系统的方框图/方块图/结构图/动态框图/框图？】【函数方块】把一个环节的传递函数写在一个方块里所组成的图形就叫函数方块。【相加点】符号称为相加点。它表示求信号的代数和。箭头指向的有向线段称为输入信号；箭头离开的有向线段称为输出信号。其附近的+、号表示信号之间的运算关系是相加还是相减。【方框图的绘制方法】对其进行拉氏变换得：将图（b）和(c)组合起来即得到图(d)，图(d)为该一阶RC网络的方块图解：（1）根据电路定理列出方程，写出对应的拉氏变换，也可直接画出该电路的运算电路图如图(b)；（3）根据上述四个表达式，画出各个表达式的框图，再根据信号的流向将各方框依次连接起来；2、控制系统方框图的等效变换规则课堂讨论：等效传递函数、方框图【并联环节的简化】课堂讨论：等效传递函数、方框图[反馈连接]例2.3-3等效原则：前向通道和反馈通道传递函数都不变。比较点的移动3.交换或合并相加点例2.3-4结构图化简(2)结构图化简方案Ⅱ(3)结构图化简方案Ⅲ其它等价法则小结：控制系统方框图定义、构成和绘制方法；控制系统方框图的等效变换；串联并联反馈引出点比较点其它等效变换重点：方框图绘制及等效变换难点：等效变换3。典型系统的传递函数被控信号c(t)对控制信号r(t)的闭环传递函数：整理得：若r(t)，f(t)均不为零，结论：在负反馈系统中，偏差信号对于控制信号的闭环传递函数为1加开环传递函数的倒数。整理得：若r(t)，f(t)均不为零，系统的总偏差为：4、化简举例分支点A后移（放大->缩小），比较点B前移（放大->缩小）比较点1和2交换，同时合并上面非单位负反馈中的串联支路。合并非单位负反馈：解：这是一个具有交叉反馈的多回路系统，如果不对它作适当的变换，就难以应用串联、并联和反馈连接的等效变换公式进行化简。本题的求解方法是把图中的点A先前移至B点，化简后，再后移至C点，然后从内环到外环逐步化简，其简化过程如下图。串联和并联反馈公式【本节小结】方块图的简化：主要是利用比较点和引出点的前移、后移和交换规则消除回路的交叉。并在变换过程中保持变换前后信号的等效性，且比较点和引出点之间一般不宜交换位置。等效变换原则：变换前后系统输入输出总的数学关系保持不变的原则。具体来讲有两条原则：（1）变换前后前向通道中传递函数的乘积保持不变。（2）变换前后回路中传递函数的乘积保持不变。重点：绘制方框图并求传递函数；方框图的变换与化简难点：方框图的变换与化简。