Utilizarea diagramelor bloc

Teoria sistemelor automate de control

Pregătirea sistemului de bază de control automat al ecuațiilor (5.18) și (5.19) poate, în multe cazuri, să fie facilitată în mod semnificativ prin utilizarea conceptului de legături dinamice. Link-uri dinamice sunt discutate în detaliu în Capitolul 4. Adesea, sistemul de control automat poate fi considerată ca o combinație de legături dinamice cu anumite funcții tipice sau tipice de transfer. Sistemul de control al imaginii ca un set de link-uri dinamice care indică relațiile dintre ele se numește diagrama bloc. Schema bloc poate fi construit pe baza unui sistem de ecuații pas cunoscut și invers, ecuațiile sistemului pot fi derivate din diagrama bloc. Cu toate acestea, prima problemă poate avea o varietate de soluții (diferite diagrame bloc), în timp ce a doua sarcină este întotdeauna singura soluție.

Elementele diagramelor bloc prezentate în tabelul. 5.1.

Luați în considerare în primul rând cea mai simplă combinație de link-uri.

Unitățile de conectare în serie. Un astfel de compus este prezentat în Fig. 5.2.

Este ușor de arătat că funcția de transfer rezultată este produsul funcțiilor de transfer ale unităților individuale:

Se subliniază faptul că acest lucru este valabil numai în cazul în care unitatea anterioară de conectare de ieșire la intrare nu se schimba ecuațiile iskhodpyh ulterioare fiecare link și, prin urmare, funcția sa de transfer. În astfel de link-uri seriale Înalță semnal se deplasează într-o singură direcție.

În cazul în care conexiunea dintre cele două unități este influența un nivel la altul, ducând la schimbarea ecuațiile inițiale de orice nivel, este conectarea a două unități ar trebui să fie văzută ca o nouă unitate independentă, cu funcția sa de transfer.

Unitățile de conectare paralele. Astfel de unități de racordare prezentate în figura 5.3.

Deoarece semnalele de ieșire ale tuturor link-urile sunt adăugate, funcția de transfer rezultată este suma funcțiilor de transfer:

Există comentarii corecte făcute mai sus cu privire la influența reciprocă a link-urile.

Pentru a determina funcția de transfer care rezultă din această combinație de unități a scrie evidentă relație:

în cazul în care semnul plus se referă la pozitiv și semnul minus - la feedback-ul negativ.

Puteți găsi funcția de transfer rezultat:

Aici semnul minus se referă la un rezultat pozitiv și un semn plus - la feedback-ul negativ.

Feedback-ul va fi luate în considerare în detaliu în capitolul cu privire la modul de îmbunătățire a proprietăților dinamice ale sistemelor de control automat.

Atunci când se utilizează elemente dinamice sunt, de obicei cel mai simplu este funcția de transfer a sistemului în buclă deschisă (fig. 5.1). Apoi, în conformitate cu formulele prezentate în § 5.2, putem găsi cu ușurință toate sistemul de control automat al ecuației.

În analiza sistemelor automate de control, este necesar să se facă diagrama structurală așa-numita prezentând un set de link-uri dinamice cu legături între unități. Această schemă bloc este de multe ori foarte simplu și compilarea ei nu este dificil. Cu toate acestea, în unele cazuri, pregătirea diagramei bloc este foarte dificilă și se poate face numai pe baza unei analize detaliate a ecuațiilor inițiale ale sistemului diferențial. În acest caz, schema bloc nu facilitează găsirea ecuațiile de bază ale sistemului, dar în acest caz este foarte valoros, deoarece acesta a prezentat în formă vizuală toate componentele sistemului studiat și orice conexiune existentă între ele. Acest lucru poate fi util în toate studiile viitoare.

Fig. 5.5 în diagrama bloc a sistemului buclă deschisă este prezentat ca un exemplu, în cazul în care circuitul de comandă este un circuit simplu

unități conectate în serie. În acest caz, funcția de transfer a sistemului în buclă deschisă

sunt date funcțiile de transfer ale obiectului și unitățile individuale incluse în sistemul de control.

Este ușor de văzut, nu este necesar să se găsească funcția de transfer a sistemului în buclă deschisă poate deschide sistemul așa cum este prezentat în Fig. 5.5, și în orice loc.

Fig. 5.6 prezintă un exemplu mai complex al unui sistem de control automat. Funcția de transfer a sistemului în buclă deschisă, în acest caz,

ușor de găsit prin formulele (5.18) și (5.19) ecuațiile diferențiale pentru cantitatea și eroarea controlată; înregistrate în formă simbolică:

După determinarea funcției de transfer a sistemului în buclă deschisă

obiect de ultraj.

În acele cazuri în care schema bloc este complexă și conține multe diferite reticulare, este posibil să încerce să-l simplifice și să reducă la forma sa cea mai simplă, așa cum se arată în Fig. 5.5. Transformarea diagramelor bloc a sistemelor liniare se bazează pe anumite reguli, care sunt date în tabel. 5.2.

In Fig. 5.8 prezintă etapele de diagrama bloc pentru a simplifica Pas complexe prin regulile de mai sus. În simplificarea funcțiilor de transfer suplimentare introduse definit de expresii

Circuitul rezultat de conversie (Fig. 5.8, c) aparține deja cele mai simple.