नियंत्रण प्रणाली ब्लॉक आरेख

ब्लॉक आरेख की परिभाषा

ब्लॉक आरेख का उपयोग एक नियंत्रण प्रणाली को आरेख में प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है। दूसरे शब्दों में, नियंत्रण प्रणाली का व्यावहारिक प्रतिनिधित्व उसका ब्लॉक आरेख है। नियंत्रण प्रणाली का प्रत्येक तत्व एक ब्लॉक से प्रतिनिधित किया जाता है और ब्लॉक उस तत्व के स्थानांतरण फंक्शन का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व करता है।

एक जटिल नियंत्रण प्रणाली के पूर्ण स्थानांतरण फंक्शन को एकल फंक्शन में व्युत्पन्न करना हमेशा सुविधाजनक नहीं होता। प्रणाली से जुड़े नियंत्रण तत्व के स्थानांतरण फंक्शन को अलग-अलग व्युत्पन्न करना आसान होता है।

प्रत्येक ब्लॉक एक तत्व के स्थानांतरण फंक्शन का प्रतिनिधित्व करता है और इसे सिग्नल फ्लो पथ के साथ जोड़ा जाता है। ब्लॉक आरेख जटिल नियंत्रण प्रणालियों को सरल बनाते हैं। प्रत्येक नियंत्रण प्रणाली तत्व को एक ब्लॉक के रूप में दिखाया जाता है, जो उसके स्थानांतरण फंक्शन का प्रतीक होता है। एक साथ, ये ब्लॉक पूरी नियंत्रण प्रणाली बनाते हैं।

निम्न चित्र में दो तत्व दिखाए गए हैं, जिनके स्थानांतरण फंक्शन Gone(s) और Gtwo(s) हैं। जहाँ Gone(s) पहले तत्व का स्थानांतरण फंक्शन और Gtwo(s) प्रणाली के दूसरे तत्व का स्थानांतरण फंक्शन है।

आरेख भी दिखाता है कि एक प्रतिक्रिया पथ है, जिसके माध्यम से आउटपुट सिग्नल C(s) प्रतिक्रिया दिया जाता है और इनपुट R(s) के साथ तुलना की जाती है। इनपुट और आउटपुट के बीच का अंतर जो एक्चुएटिंग सिग्नल या त्रुटि सिग्नल के रूप में कार्य करता है।

आरेख के प्रत्येक ब्लॉक में, आउटपुट और इनपुट एक स्थानांतरण फंक्शन द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं। जहाँ स्थानांतरण फंक्शन है:

जहाँ C(s) आउटपुट और R(s) उस विशेष ब्लॉक का इनपुट है। एक जटिल नियंत्रण प्रणाली कई ब्लॉकों से बनी होती है। प्रत्येक ब्लॉक का अपना स्थानांतरण फंक्शन होता है। लेकिन प्रणाली का समग्र स्थानांतरण फंक्शन अंतिम आउटपुट के स्थानांतरण फंक्शन और प्रणाली के प्रारंभिक इनपुट के स्थानांतरण फंक्शन के अनुपात के बराबर होता है।

इस प्रणाली का समग्र स्थानांतरण फंक्शन इन व्यक्तिगत ब्लॉकों को एक-एक करके जोड़कर नियंत्रण प्रणाली को सरल करके प्राप्त किया जा सकता है। इन ब्लॉकों को जोड़ने की तकनीक को ब्लॉक आरेख कमी तकनीक के रूप में जाना जाता है। इस तकनीक के सफल कार्यान्वयन के लिए, ब्लॉक आरेख कमी के कुछ नियमों का पालन किया जाना चाहिए।

नियंत्रण प्रणाली ब्लॉक आरेख में टेक-ऑफ पॉइंट

जब हमें एक या एक ही इनपुट को एक से अधिक ब्लॉकों पर लागू करना होता है, तो हम टेक-ऑफ पॉइंट का उपयोग करते हैं। यह बिंदु वह होता है जहाँ इनपुट के लिए एक से अधिक पथ होते हैं। ध्यान दें कि इनपुट किसी बिंदु पर विभाजित नहीं होता।बल्कि, इनपुट उस बिंदु से जुड़े सभी पथों के माध्यम से फैलता है बिना इसके मूल्य को प्रभावित किए। इसलिए, एक टेक-ऑफ पॉइंट के माध्यम से एक ही इनपुट सिग्नल को एक से अधिक प्रणाली या ब्लॉक पर लागू किया जा सकता है। नियंत्रण प्रणाली के एक से अधिक ब्लॉकों का प्रतिनिधित्व एक साझा बिंदु द्वारा किया जाता है, जैसा कि नीचे X बिंदु द्वारा दिखाया गया है।

कैस्केड ब्लॉक्स

जब नियंत्रण ब्लॉक्स श्रृंखला (कैस्केड) में जुड़े होते हैं, तो समग्र स्थानांतरण फंक्शन व्यक्तिगत ब्लॉक स्थानांतरण फंक्शनों का गुणनफल होता है। याद रखें कि एक ब्लॉक का आउटपुट श्रृंखला में अन्य ब्लॉकों द्वारा प्रभावित नहीं होता।

अब, आरेख से यह देखा जा सकता है कि,

जहाँ G(s) कैस्केड नियंत्रण प्रणाली का समग्र स्थानांतरण फंक्शन है।

नियंत्रण प्रणाली ब्लॉक आरेख में समायोजन बिंदु

कभी-कभी, एक ही ब्लॉक पर एक से अधिक इनपुट सिग्नल लगाए जाते हैं बजाय एक इनपुट को एक से अधिक ब्लॉकों पर लगाने के। यहाँ, संयुक्त इनपुट सिग्नल लगाए गए सभी इनपुट सिग्नलों का योग होता है। इस योग बिंदु, जहाँ इनपुट मिलते हैं, आरेखों में एक क्रॉस्ड सर्कल के रूप में दिखाया जाता है।

यहाँ R(s), X(s), और Y(s) इनपुट सिग्नल हैं। नियंत्रण प्रणाली के ब्लॉक आरेख में योग बिंदु में प्रवेश करने वाले इनपुट सिग्नल को निर्दिष्ट करना आवश्यक है।

लगातार समायोजन बिंदु

दो से अधिक इनपुट वाला एक समायोजन बिंदु दो या अधिक लगातार समायोजन बिंदुओं में विभाजित किया जा सकता है, जहाँ लगातार समायोजन बिंदुओं की स्थिति की बदलाव द्वारा सिग्नल का आउटपुट प्रभावित नहीं होता।

दूसरे शब्दों में - यदि एक से अधिक समायोजन बिंदु तुरंत संबद्ध हैं, तो उन्हें उनकी स्थिति से आसानी से बदला जा सकता है बिना योग प्रणाली के अंतिम आउटपुट को प्रभावित किए।

समानांतर ब्लॉक्स

जब एक ही इनपुट सिग्नल लगाया जाता है, तो विभिन्न ब्लॉक और प्रत्येक ब्लॉक से आउटपुट एक समायोजन बिंदु में जोड़ा जाता है ताकि प्रणाली का अंतिम आउटपुट लिया जा सके।

प्रणाली का समग्र स्थानांतरण फंक्शन सभी व्यक्तिगत ब्लॉकों के स्थानांतरण फंक्शन का बीजीय योग होगा।

यदि Cone, Ctwo, और Cthree ब्लॉकों के आउटपुट हैं जिनके स्थानांतरण फंक्शन Gone, Gtwo, और Gthree हैं, तो।

टेक-ऑफ पॉइंट का विस्थापन

यदि एक ही सिग्नल को एक से अधिक प्रणालियों पर लागू किया जाता है, तो सिग्नल को एक बिंदु द्वारा प्रणाली में प्रतिनिधित्व किया जाता है जिसे टेक-ऑफ पॉइंट कहा जाता है। टेक-ऑफ पॉइंट को विस्थापित करने का सिद्धांत यह है कि इसे एक ब्लॉक के दोनों ओर विस्थापित किया जा सकता है, लेकिन टेक-ऑफ पॉइंट से जुड़े शाखाओं का अंतिम आउटपुट अपरिवर्तित रहना चाहिए।

टेक-ऑफ पॉइंट को ब्लॉक के दोनों ओर विस्थापित किया जा सकता है।

ऊपर दिए गए आरेख में, टेक-ऑफ पॉइंट A से B तक विस्थापित किया गया है। A टेक-ऑफ पॉइंट पर सिग्नल R(s) B टेक-ऑफ पॉइंट पर G(s)R(s) बन जाएगा।