18-10-2023
Передаточная функция — один из способов математического описания динамической системы. Используется в основном в теории управления, связи, цифровой обработке сигналов. Представляет собой дифференциальный оператор, выражающий связь между входом и выходом линейной стационарной системы. Зная входной сигнал системы и передаточную функцию, можно восстановить выходной сигнал.
В теории управления передаточная функция непрерывной системы представляет собой отношение преобразования Лапласа выходного сигнала к преобразованию Лапласа входного сигнала при нулевых начальных условиях.
Содержание |
Пусть — входной сигнал линейной стационарной системы, а — её выходной сигнал. Тогда передаточная функция такой системы записывается в виде:
где и — преобразования Лапласа для сигналов и соответственно:
Для дискретных и дискретно-непрерывных систем вводится понятие дискретной передаточной функции. Пусть — входной дискретный сигнал такой системы, а — её дискретный выходной сигнал, . Тогда передаточная функция такой системы записывается в виде:
где и — z-преобразования для сигналов и соответственно:
1. Для стационарных объектов с сосредоточенными параметрами передаточная функция — это дробно-рациональная функция комплексной переменной ():
2. Знаменатель передаточной функции — это характеристический полином системы. Полюсы передаточной функции — это корни соответствующего характеристического полинома.
3. В физически реализуемых системах порядок числителя передаточной функции не может превышать порядка её знаменателя .
4. Импульсная переходная функция представляет собой оригинал (преобразования Лапласа) для передаточной функции.
Для MIMO-систем вводится понятие матричной передаточной функции. Матричная передаточная функция от вектора входа системы до вектора выхода — это матрица , элемент -й строки -го столбца представляет собой передаточную функцию системы от -й координаты вектора входа системы до -й координаты вектора выхода.
Статьи, связанные с теорией управления и моделированием | |
---|---|
Основные понятия | Динамическая система • Статическая система • Математическая модель • Передаточная функция • Пространство состояний |
Классификация систем | Линейные стационарные системы (ЛСС) |
Фундаментальные свойства систем | Устойчивость • Наблюдаемость • Управляемость |
Другое | Идентификация систем |
Смежные понятия | Преобразование Лапласа • Z-преобразование • Преобразование Фурье • Дельта-функция |
Характеристики систем | Импульсная переходная характеристика • АФЧХ • ЛАФЧХ |
Способы математического описания динамических систем |
Передаточная функция • Пространство состояний |
Разное | Автоматика и телемеханика • Исследование операций |
Передаточная функция.