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控制系统中的传递函数
21.1
传递函数是一种数学表示方法,用于描述系统在频域中对每个可能输入的输出响应。
考虑一个一般的 n阶 线性时不变微分方程。该方程描述了一个系统,其中一个变量代表输入,另一个变量代表输出。
对该方程的两边应用拉普拉斯变换,会得到一个代数表达式。
假设所有初始条件均为零,该方程可进一步简化。
输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比称为传递函数。
传递函数以框图形式表示,左侧为输入,右侧为输出,框内为系统传递函数。
传递函数的分母与微分方程的特征多项式相同。
考虑一个一阶微分方程。假设初始条件为零,对该方程两边同时进行拉普拉斯变换,即可计算其传递函数。
简化后,结果为一个传递函数,表示系统在频域中对输入的响应。
传递函数是线性时不变 (LTI) 系统分析和设计中的一个基本概念。它提供了一种简洁的方式来理解系统如何响应频域中的不同输入。它是描述系统动力学的时域微分方程与便于操作和分析的频域表示之间的桥梁。
要推导传递函数,请考虑以下形式的一般 n 阶线性时不变微分方程:
这里,C(t) 是输出,r(t) 是输…