Diagrama ng Bloke ng mga Sistema ng Pamamahala

Pagsasalarawan ng Block Diagram

Ang block diagram ay ginagamit upang ilarawan ang isang kontrol na sistema sa anyo ng diagram. Sa ibang salita, ang praktikal na paglalarawan ng isang kontrol na sistema ay ang block diagram nito. Ang bawat elemento ng kontrol na sistema ay kinakatawan ng isang block at ang block ay ang simboliko na paglalarawan ng transfer function ng elementong iyon.

Hindi palaging makatwiran na makuha ang buong transfer function ng isang mahalagang kontrol na sistema sa isang tanging function. Mas madali kumuha ng transfer function ng kontrol na elemento na konektado sa sistema nang hiwalay.

Ang bawat block ay kinakatawan ng transfer function ng isang elemento at konektado sa daan ng signal flow. Ang mga block diagram ay nagpapadali ng komplikadong kontrol na sistema. Ang bawat elemento ng kontrol na sistema ay ipinapakita bilang isang block, na sumisimbolo ng transfer function nito. Magkasama, ang mga block na ito ay bumubuo ng buong kontrol na sistema.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng dalawang elemento na may transfer function na Gone(s) at Gtwo(s). Kung saan ang Gone(s) ay ang transfer function ng unang elemento at ang Gtwo(s) ay ang transfer function ng ikalawang elemento ng sistema.

Ang diagram ay nagpapakita rin ng isang feedback path kung saan ang output signal na C(s) ay ibinalik at pinaghihikayat sa input na R(s). Ang pagkakaiba sa pagitan ng input at output ay ang nagsisilbing aktuating signal o error signal.

Sa bawat block ng diagram, ang output at input ay nauugnay sa isa't isa gamit ang transfer function. Kung saan ang transfer function ay:

Kung saan ang C(s) ay ang output at R(s) ay ang input ng partikular na block. Ang isang komplikadong kontrol na sistema ay binubuo ng maraming block. Bawat isa sa kanila ay may sariling transfer function. Ngunit ang kabuuang transfer function ng sistema ay ang ratio ng transfer function ng final na output sa transfer function ng initial na input ng sistema.

Ang kabuuang transfer function ng sistema na ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsimplipika ng kontrol na sistema sa pamamagitan ng pagsama ng mga individual na block, isa-isa. Ang teknik ng pagsasama ng mga block ay tinatawag na block diagram reduction technique. Para sa matagumpay na pag-implemento ng teknik na ito, ang ilang mga tuntunin para sa block diagram reduction ay dapat sundin.

Take-off Point sa Block Diagram ng Kontrol na Sistema

Kapag kailangan nating ilapat ang isang o parehong input sa higit sa isang block, ginagamit natin ang kilala bilang take-off point. Ang punto na ito ay kung saan ang input ay may higit sa isang daan upang mapaglabanan. Tandaan na ang input ay hindi nahahati sa isang punto.

Ngunit sa halip, ang input ay lumalabas sa lahat ng mga daan na konektado sa punto na iyon nang walang epekto sa kanyang halaga. Kaya, ang parehong mga input signals ay maaaring ilapat sa higit sa isang sistema o block sa pamamagitan ng isang take-off point. Ang karaniwang input signal na kumakatawan sa higit sa isang block ng kontrol na sistema ay ginagawa sa pamamagitan ng isang karaniwang punto, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba na may punto X.

Cascade Blocks

Kapag ang kontrol blocks ay konektado sa serye (cascade), ang kabuuang transfer function ay ang produkto ng lahat ng individual na block transfer functions. Bukod dito, tandaan na ang output ng isang block ay hindi naapektuhan ng iba pang blocks sa serye.

Ngayon, mula sa diagram, nakikita natin na,

Kung saan ang G(s) ay ang kabuuang transfer function ng cascaded control system.

Summing Points sa Block Diagram ng Kontrol na Sistema

Minsan, ang iba't ibang input signals ay ilalapat sa parehong block sa halip na isang input sa maraming blocks. Dito, ang kombinadong input signal ay ang suma ng lahat ng inilapat na input signals. Ang sumasyon na punto, kung saan ang inputs ay nagmumulat, ay ipinapakita bilang isang crossed circle sa mga diagram.

Dito, ang R(s), X(s), at Y(s) ay ang input signals. Kailangan itong ipakita ang detalye na nagsasaad ng input signal na pumapasok sa summing point sa block diagram ng kontrol na sistema.

Consecutive Summing Points

Ang summing point na may higit sa dalawang inputs ay maaaring hatiin sa dalawa o higit pang consecutive summing points, kung saan ang pagbabago ng posisyon ng consecutive summing points ay hindi naapektuhan ang output ng signal.

Sa ibang salita – kung mayroong higit sa isang summing point na direktang inter associated, at pagkatapos ay maaari silang madaling interchanged mula sa kanilang posisyon nang walang epekto sa final na output ng summing system.

Parallel Blocks

Kapag ang parehong input signal ay ilalapat, ang iba't ibang blocks at ang output mula sa bawat isa ay idadagdag sa isang summing point upang kunin ang final na output ng sistema.

Ang kabuuang transfer function ng sistema ay magiging algebraic sum ng transfer function ng lahat ng individual na blocks.

Kung ang Cone, Ctwo, at Cthree ay ang outputs ng mga blocks na may transfer function na Gone, Gtwo, at Gthree, kaya.

Paglipat ng Takeoff Point

Kapag ang parehong signal ay ilalapat sa higit sa isang sistema, ang signal ay ipinapakita sa sistema sa pamamagitan ng isang punto na tinatawag na take-off point. Ang prinsipyong ito ng paglipat ng take-off point ay maaaring ilipat sa anumang bahagi ng isang block, ngunit ang final na output ng mga sangay na konektado sa take-off point ay dapat hindi magbago.

Ang take-off point ay maaaring ilipat sa anumang bahagi ng block.

Sa larawan sa itaas, ang take-off point ay inilipat mula sa posisyong A patungong B. Ang signal na R(s) sa take-off point A ay magiging G(s)R(s) sa punto B.

Kaya ang isa pang block ng inverse ng transfer function na G(s) ay dapat ilagay sa daan na iyon upang makuha muli ang R(s). Ngayon, alamin natin kung kailan ang take-off point ay inilipat bago ang block, na dating pagkatapos ng block. Dito, ang output ay C(s), at ang input ay R(s) kaya.

Dito, kailangan nating ilagay ang isang block ng transfer function na G(s) sa daan upang ang output ay muling lumabas bilang C(s).

Paglipat ng Summing Point

Alamin natin ang paglipat ng summing point mula sa isang posisyon bago ang block hanggang sa isang posisyon pagkatapos ng block. Mayroong dalawang input signals, R(s) at ± X(s), na pumapasok sa isang summing point sa posisyong A. Ang output ng summing point ay R(s) ± X(s). Ang resultante na signal ay ang input ng isang block ng kontrol na sistema ng transfer function na G(s), at ang final na output ng sistema ay

Kaya, ang isang summing point ay maaaring muling ihuhulma na may input signals na R(s)G(s) at ± X(s)G(s)

Ang mga block diagrams ng kontrol na sistema ng output ay maaaring muling isulat bilang

Ang equation na ito ay maaaring ipakita ng isang block ng transfer function na G(s) at input na R(s) ± X(s)/G(s) at muli R(s)±X(s)/G(s) ay maaaring ipakita ng isang summing point ng input signal na R(s) at ± X(s)/G(s) at sa wakas ito ay maaaring ihuhulma bilang sa ibaba.

Block Diagram ng Closed Loop Control System

Sa isang closed-loop control system, ang bahagi ng output ay ibinalik at idinagdag sa input ng sistema. Kung ang H (s) ay ang transfer function ng feedback path, ang transfer function ng feedback signal ay B(s) = C(s)H(s).

Sa summing point, ang input signal na R(s) ay ididagdag sa B(s) at lalabas ang tunay na input signal o error signal ng sistema, at ito ay ipinapakita bilang E(s).