1一、结构图化简、多输入传递函数与信号流图20 分#
思路
- 先由结构图列各回路与前向通路增益，分别求参考输入与扰动输入下的传函，再据传函画信号流图。
多回路系统的逐层化简
结构图与方框图
本卷考法
- 逐层化简多回路结构图求闭环传函
本卷实例
- 关键一步：按信号流向由内到外逐层合并等效环节
- 中间结果：求出的多组传函分母同为闭环特征式
- 卡点：移动比较点或引出点后漏补相应环节
- 卡点：结构图以图给出，需回原卷核对图
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 从最内层回路开始，逐层向外化简
- 每个内环先化成一个等效环节，再参与外层的串并联
- 化简顺序错误会导致式子繁琐但仍可得到正确结果
步骤
- 标出内环并求其闭环传递函数
- 把内环替换为等效环节
- 对新的结构图重复上述步骤，直到单回路
- 最后求整个系统的闭环传递函数
通用考法
- 本卷考过逐层化简多回路结构图求闭环传函
- 三环及以上系统求闭环传递函数
- 含局部反馈的系统化简
常见易错
- 化简内环时把外环的信号当成常数处理
多输入与扰动作用下的传递函数
结构图与方框图
本卷考法
- 求参考输入与扰动输入到输出的传函
本卷实例
- 关键一步：求扰动传函时把参考输入置零
- 中间结果：扰动通路只保留扰动到输出的环节
- 卡点：两输入同时作用时未验证线性就叠加
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 线性系统可用叠加原理，每次只保留一个输入
- 求扰动的传递函数时令参考输入为零
- 扰动误差与输入误差分别计算后再叠加
步骤
- 令 R(s)=0，求扰动到输出的传递函数
- 令 N(s)=0，求输入到输出的传递函数
- 按题目要求叠加或单独分析
通用考法
- 本卷考过求参考输入与扰动输入到输出的传函
- 求扰动引起的输出或误差
- 分析满足扰动不变性的补偿条件
常见易错
- 两个输入同时存在时直接叠加却未验证系统的线性性
- 求扰动传函时没有把参考输入置零
公式
梅森增益公式与信号流图
传递函数
本卷考法
- 由化简后的传函绘制信号流图并用梅森公式校验
本卷实例
- 关键一步：列出全部回路增益与前向通路增益
- 中间结果：互不接触的回路在特征式中补乘
- 卡点：余子式中未剔除与通路接触的回路
考点详解（要点 / 步骤 / 公式 / 考法 / 易错）
要点
- 信号流图适合处理多回路、比较点复杂系统
- 特征式 Δ=1-ΣL+ΣLL-ΣLLL+…
- 每条前向通路的余子式要剔除与它接触的回路
- 不接触回路才会计入高阶乘积项
步骤
- 由结构图改画信号流图，标出各节点
- 找出全部单独回路，求特征式 Δ
- 找出全部前向通路 P_k
- 对每条通路求余子式 Δ_k
- 代入公式求总传输
通用考法
- 本卷考过由化简后的传函绘制信号流图并用梅森公式校验
- 由信号流图求 C(s)/R(s)
- 结构图先用梅森公式化简再作性能分析
- 判断某条回路是否与给定前向通路接触
常见易错
- 不接触回路找漏或重复计数
- 余子式中未剔除与通路接触的回路
- 把前向通路的增益写成了回路增益
公式