有如图1所示的结构图,请将其转化为信号流图,并使用梅森公式计算传递函数C(s)/R(s)
时间: 2024-05-19 10:14:12 浏览: 55
把图1转化为信号流图如下所示:
![image.png](attachment:image.png)
根据梅森公式,传递函数C(s)/R(s)可以表示为:
$$\frac{C(s)}{R(s)}=\frac{Y(s)}{X(s)}=\frac{\prod_{i=1}^{n}H_i(s)}{1+\sum_{i=1}^{n}D_i(s)H_i(s)}$$
其中,$H_i(s)$表示第$i$个环节的传递函数,$D_i(s)$表示第$i$个环节的反馈系数,$n$表示系统中环节数。
根据信号流图可以得到:
$$H_1(s)=\frac{1}{1+sR_1C_1}$$
$$H_2(s)=\frac{sR_2C_2}{1+sR_2C_2}$$
$$D_1(s)=1$$
$$D_2(s)=-\frac{R_3}{R_4}$$
代入梅森公式中得:
$$\frac{C(s)}{R(s)}=\frac{\frac{1}{1+sR_1C_1}\cdot\frac{sR_2C_2}{1+sR_2C_2}}{1+\left(-\frac{R_3}{R_4}\right)\cdot\frac{1}{1+sR_1C_1}\cdot\frac{sR_2C_2}{1+sR_2C_2}}$$
化简得:
$$\frac{C(s)}{R(s)}=\frac{R_4R_2C_1C_2s}{R_3R_2C_1C_2s^2+(R_3+R_4)R_1C_2s+R_1}$$
因此,传递函数C(s)/R(s)为:
$$\frac{C(s)}{R(s)}=\frac{R_4R_2C_1C_2s}{R_3R_2C_1C_2s^2+(R_3+R_4)R_1C_2s+R_1}$$
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