02-传递函数

📅 2026/7/26 8:33:37 👁️ 阅读次数 📝 编程学习
02-传递函数

1.拉普拉斯变换

(1)引入-时域计算复杂性

(2)拉普拉斯变换

  • 变换与反变换

  • 拉普拉斯变换定理

  • 拉普拉斯形式欧姆定律

  • 拉普拉斯形式基尔霍夫电压定律

  • 拉普拉斯形式基尔霍夫电流定律

2.传递函数与拉氏变换

(1)传递函数定义

(2)传递函数级联方式

  • 串联系统传递函数

  • 并联系统传递函数

  • 带反馈系统的传递函数

(3)PID调节电路

  • PID电路与传递函数

  • 积分稳态误差:

稳态误差:当系统达到稳定状态后,期望输出与实际输出之间仍然存在的固定偏差。比如你想让电机转速达到1000rpm,但系统稳定后只停在950rpm,这50rpm就是稳态误差。

积分作用:对误差信号进行持续累加(积分),只要有误差存在,积分值就会不断增长,从而产生越来越大的控制输出,直到误差完全消除。

  • 微分调节作用:

超调与振荡:系统响应目标值时,由于惯性"冲过头",在目标值附近来回震荡才稳定。比如温控系统设定40°C,实际温度可能先冲到45°C,再降到38°C,再升到42°C……反复几次才稳定。

微分环节(D)的作用:根据误差的变化趋势(速度)提前施加反向作用力,像"刹车"一样抑制过冲。

  • 比例调节作用:

调节时间(Settling Time):系统从受到扰动或给定变化开始,到输出进入并保持在目标值附近某个误差带(如±2%或±5%)内所需的时间。

比例环节(P)的作用:根据当前误差的大小成比例地输出控制量,误差越大,出力越猛。

  • 独立型PID调节电路

  • 集中型PID调节器-PID

  • 集中型PID调节器-PD

  • 集中型PID调节器-PI

3.传递函数与同相积分器

(1)同相积分器1

(2)同相积分器2

(3)同相积分器3

(4)同相积分器3扩展-最简阻性传感器线性驱动电路

(5)小结

4.传递函数与正弦稳态

(1)拉氏变换与正弦稳态傅里叶变换

(2)正弦信号与拉氏变换

(3)正弦稳态传递函数与相量比

正弦稳态相量比

(4)直流稳态传递函数

5.正弦稳态与复阻抗

(1)正弦稳态相量电路基本定律

  • 基尔霍夫电流定律

  • 基尔霍夫电压定律

  • 欧姆定律

(2)阻抗伏安关系

  • 电阻相量形式伏安关系

  • 电容相量形式伏安关系

  • 电感相量形式伏安关系

  • 复阻抗

(3)阻抗计算实例

  • 解析法

  • 图解法

(4)阻抗与复阻抗小结

  • 关于阻抗与复阻抗概念的区分

复阻抗:Z=R+jX或Z=|Z|,是复数但不是相量。

实部R:电阻(有功部分)

虚部X:电抗(无功部分)

阻抗::复阻抗的模。

6.传递函数与幅频相频关系

(1)引入

  • 串联系统幅频相频特性

  • 系统拆解必要性

(2)比例系统传递函数幅频特性

w=0,幅频特性因此只与本身放大倍数K有关。

(3)微分系统传递函数幅频特性

(4)积分系统传递函数幅频特性