信号与系统系统框图.ppt

系系统统方框方框图图 1.一系一系统统用用方框方框图图表示表示一个系一个系统统的方框的方框图图可由可由许许多子系多子系统统的框的框图图作适当作适当联联接接组组成。子系成。子系统统的基本的基本联联接方式有接方式有级联级联、并、并联联和反和反馈馈三种。三种。（1 1）级联级联等效系等效系统统函数函数为为（2 2）并）并联联等效系等效系统统函数函数为为2.（3 3）反）反馈馈等效系等效系统统函数函数为为对对于于负负反反馈馈，总总有有由于不同的由于不同的联结联结方式，系方式，系统统的方框的方框图图表示有多种表示有多种:直接直接型型、级联级联型型、并并联联型型等等3.例1：一因果二阶系统，其系统函数为 用程序方框用程序方框图表示表示该系系统（a）直接型）直接型原方程可原方程可转换为4.（b b）并）并联型型H(s)H(s)可重写成可重写成5.（c c）级联型型将将H(s)H(s)作部分分式展开可得作部分分式展开可得：6.二、根据程序框二、根据程序框图写出系写出系统函数函数法法1 1：MasonMason公式公式*法法2 2：利用：利用单位脉冲法位脉冲法7.Mason公式公式MasonMason公式公式为为其中其中从从输输入入节节点到点到输输出出节节点之点之间间的系的系统统函数函数特征式特征式从从输输入入节节点到点到输输出出节节点的第点的第k条前向通路增益条前向通路增益在在 中，将与第中，将与第k条前向通路相接触条前向通路相接触的回路所在的回路所在项项去掉后余下的部分去掉后余下的部分所有不同回路增益之和所有不同回路增益之和所有两两互不接触回路增益乘所有两两互不接触回路增益乘积积之和之和所有三个互不接触回路增益乘所有三个互不接触回路增益乘积积之和之和8.脉冲响脉冲响应应法法 单位脉冲函数的数学表达式为（t）=+（t=0），其拉普拉斯变换为L（t）=1。当输入信号x(t)=（t），也就是X(S)=1时，系统的输出响应Y(S)称作单位脉冲响应。这时：系统函数H(S)=Y(S)。通通过设系系统输入函数入函数X X(S)(S)=1=1，求，求输出的出的单位脉冲位脉冲响响应的拉普拉斯的拉普拉斯变换而确定系而确定系统函数的方法，称函数的方法，称为脉冲响脉冲响应法。法。9.G1G2G3H1H2Y(S)+_+_X1（s）H1X1（s）Y(S)H2Y(S)1.将反将反馈环节馈环节于信号引出点于信号引出点处处切断，并且在引出点切断，并且在引出点处处用某用某变变量量标标明。明。2.将反将反馈环馈环挪开，但在比挪开，但在比较较器器(加法器加法器)的的输输入端保留反入端保留反馈馈信号，并且将各反信号，并且将各反馈馈信号信号用引出点用引出点处处信号与反信号与反馈馈通道通道传递传递函数之乘函数之乘积积表示表示。3.消除消除输输入入输输出以外的中出以外的中间变间变量量。（注：尽可能地将中。（注：尽可能地将中间变量用量用输出量表示）出量表示）X1(S)G2G3=Y(S)得得 H1X1(S)=4.令令X(S)=1，按信息流向从左向右写出，按信息流向从左向右写出输出与出与输入之入之间的函数关系式。的函数关系式。1H110.G1G2G3Y(S)+_+_X1（s）H1X1（s）Y(S)H2Y(S)1.将反将反馈环节馈环节于信号引出点于信号引出点处处切断，并且在引出点切断，并且在引出点处处用某用某变变量量标标明。明。2.将反将反馈环馈环挪开，但在比挪开，但在比较较器器(加法器加法器)的的输输入端保留反入端保留反馈馈信号，并且将各反信号，并且将各反馈馈信号信号用引出点用引出点处处信号与反信号与反馈馈通道通道传递传递函数之乘函数之乘积积表示表示。3.消除消除输输入入输输出以外的中出以外的中间变间变量量。（注：尽可能地将中。（注：尽可能地将中间变量用量用输出量表示）出量表示）X1(S)G2G3=Y(S)得得 H1X1(S)=4.令令X(S)=1，按信息流向从左向右写出，按信息流向从左向右写出输出与出与输入之入之间的函数关系式。的函数关系式。1(1Y(S)+)G1 H2Y(S)G2 G3=Y(S)11.G1G2G3H1H2X(S)Y(S)+_+_4.(1Y(S)+)G1 H2Y(S)G2 G3=Y(S)5.求求输出函数的拉氏出函数的拉氏变换形式：形式：Y(S)=6.H(S)=Y(S)12.书上例上例题9.17第一步：将反第一步：将反馈环节馈环节于信号引出点于信号引出点处处切断，并且在引出点切断，并且在引出点处处用某用某变变量量标标明。如明。如图图1 1所示。所示。2/s+1/s+y(t)-4-2X(t)X1（s）X2（s）13.2/s+1/s+1Y（s）-4X1（s）-2X2（s）=-2Y（s）+2X1（s）第三步：消除第三步：消除输输入入输输出以外的中出以外的中间变间变量量。（注：尽可能地将中。（注：尽可能地将中间变量用量用输出量表示）出量表示）X2（s）+X1（s）=Y（s）(1-4X1（s）)=X1（s）由由得到：得到：X1（s）=2/(8+s)X1（s）X2（s）14.2/s+1/s+1-4X1（s）-2X2（s）=-2Y（s）+2X1（s）Y（s）第四步：按信息流向从左向右写出第四步：按信息流向从左向右写出输出与出与输入之入之间的函数关系的函数关系式。式。X1（s）+1-2X2（s）(1/s)=Y（s）将将X1（s）=2/(8+s)代入：代入：得到得到 Y（s）=2/(8+s)15.总结程序框程序框图系系统函数函数1.梅森公式梅森公式2.单位响位响应法法1.直接型直接型2.级联型型3.并并联型型16.