傳遞函數(shù)
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傳遞函數(shù)
transfer function
零初始條件下線性系統(tǒng)響應(yīng)(即輸出)量的拉普拉斯變換與激勵(即輸入)量的拉普拉斯變換之比。記作G(s)=Y(jié)(s)/U(s),其中Y(s)、U(s)分別為輸出量和輸入量的拉普拉斯變換。傳遞函數(shù)是描述線性系統(tǒng)動態(tài)特性的基本數(shù)學(xué)工具之一,經(jīng)典控制理論的主要研究方法——頻率響應(yīng)法和根軌跡法——都是建立在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)之上。系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與描述其運動規(guī)律的微分方程是對應(yīng)的。可根據(jù)組成系統(tǒng)各單元的傳遞函數(shù)和它們之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系導(dǎo)出整體系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并用它分析系統(tǒng)的動態(tài)特性、穩(wěn)定性,或根據(jù)給定要求綜合控制系統(tǒng),設(shè)計滿意的控制器。以傳遞函數(shù)為工具分析和綜合控制系統(tǒng)的方法稱為頻域法。它不但是經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ),而且在以時域方法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論發(fā)展過程中,也不斷發(fā)展形成了多變量頻域控制理論,成為研究多變量控制系統(tǒng)的有力工具。傳遞函數(shù)中的復(fù)變量s在實部為零、虛部為角頻率時就是頻率響應(yīng)?! ?/p>
特性
傳遞函數(shù) transfer function
把具有線性特性的對象的輸入與輸出間的關(guān)系,用一個函數(shù)(輸出波形的拉普拉斯變換與輸入波形的拉普拉斯變換之比)來表示的,稱為傳遞函數(shù)。原是控制工程學(xué)的用語,在生理學(xué)上往往用來表述心臟、呼吸器官、瞳孔等的特性?! ?/p>
傳遞函數(shù)的應(yīng)用
傳遞函數(shù)主要應(yīng)用在三個面。
1、 確定系統(tǒng)的輸出響應(yīng)。對于傳遞函數(shù)G(s)已知的系統(tǒng),在輸入作用u(s)給定后,系統(tǒng)的輸出響應(yīng)y(s)可直接由G(s)U(s)運用拉普拉斯反變換方法來定出。
2、分析系統(tǒng)參數(shù)變化對輸出響應(yīng)的影響。對于閉環(huán)控制系統(tǒng),運用根軌跡法可方便地分析系統(tǒng)開環(huán)增益的變化對閉環(huán)傳遞函數(shù)極點、零點位置的影響,從而可進(jìn)一步估計對輸出響應(yīng)的影響。
3、用于控制系統(tǒng)的設(shè)計。直接由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)進(jìn)行設(shè)計時, 采用根軌跡法。根據(jù)頻率響應(yīng)來設(shè)計時,采用頻率響應(yīng)法。
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