Rajah Blok Sistem Kawalan

Definisi Diagram Blok

Diagram blok digunakan untuk mewakili sistem kawalan dalam bentuk diagram. Dengan kata lain, representasi praktikal dari sistem kawalan adalah diagram bloknya. Setiap elemen sistem kawalan diwakili dengan blok dan blok tersebut adalah representasi simbolik fungsi pindah elemen tersebut.

Tidak selalu mudah untuk menurunkan fungsi pindah seluruh sistem kawalan yang kompleks dalam satu fungsi. Lebih mudah untuk menurunkan fungsi pindah elemen kawalan yang terhubung ke sistem secara terpisah.

Setiap blok mewakili fungsi pindah elemen dan terhubung sepanjang laluan aliran isyarat.Diagram blok menyederhanakan sistem kawalan yang kompleks. Setiap elemen sistem kawalan ditunjukkan sebagai blok, melambangkan fungsi pindahnya. Bersama-sama, blok-blok ini membentuk sistem kawalan yang lengkap.

Gambar di bawah menunjukkan dua elemen dengan fungsi pindah Gone(s) dan Gtwo(s). Di mana Gone(s) adalah fungsi pindah elemen pertama dan Gtwo(s) adalah fungsi pindah elemen kedua sistem.

Diagram juga menunjukkan ada laluan maklum balik melalui mana isyarat output C(s) diberi maklum balik dan dibandingkan dengan input R(s). Perbezaan antara input dan output adalah yang bertindak sebagai isyarat penggerak atau isyarat ralat.

Dalam setiap blok diagram, output dan input dihubungkan bersama oleh fungsi pindah. Di mana fungsi pindah adalah:

Di mana C(s) adalah output dan R(s) adalah input blok tertentu itu.Sistem kawalan yang kompleks terdiri daripada beberapa blok. Setiap blok mempunyai fungsi pindah sendiri. Tetapi fungsi pindah keseluruhan sistem adalah nisbah fungsi pindah output akhir kepada fungsi pindah input awal sistem.

Fungsi pindah keseluruhan sistem ini boleh diperoleh dengan menyederhanakan sistem kawalan dengan menggabungkan blok-blok individu, satu demi satu.Teknik menggabungkan blok-blok ini disebut teknik pengurangan diagram blok.Untuk pelaksanaan teknik ini dengan berjaya, beberapa peraturan pengurangan diagram blok perlu dipatuhi.

Titik Pengambilan dalam Diagram Blok Sistem Kawalan

Apabila kita perlu menerapkan satu atau input yang sama ke lebih dari satu blok, kita menggunakan apa yang dikenali sebagai titik pengambilan.Titik ini adalah tempat input mempunyai lebih dari satu laluan untuk disebarkan. Perhatikan bahawa input tidak dibahagikan pada titik tersebut.

Tetapi sebaliknya, input tersebar melalui semua laluan yang terhubung ke titik tersebut tanpa mempengaruhi nilainya.Oleh itu, isyarat input yang sama boleh diterapkan ke lebih dari satu sistem atau blok dengan memiliki titik pengambilan.Isyarat input biasa yang mewakili lebih dari satu blok sistem kawalan dilakukan dengan titik biasa, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah dengan titik X.

Blok Berantai

Apabila blok kawalan disambung dalam siri (berantai), fungsi pindah keseluruhan adalah hasil darab semua fungsi pindah blok individu.Juga, ingatlah bahawa output blok tidak dipengaruhi oleh blok-blok lain dalam siri.

Kini, dari diagram, dapat dilihat bahawa,

Di mana G(s) adalah fungsi pindah keseluruhan sistem kawalan berantai.

Titik Penjumlahan dalam Diagram Blok Sistem Kawalan

Sekali-sekala, isyarat input yang berbeza diterapkan ke blok yang sama bukan satu input ke banyak blok.Di sini, isyarat input gabungan adalah jumlah semua isyarat input yang diterapkan. Titik penjumlahan, di mana input bergabung, ditunjukkan sebagai bulatan bersilang dalam diagram.

Di sini R(s), X(s), dan Y(s) adalah isyarat input. Perlu untuk menunjukkan halus yang menentukan isyarat input yang memasuki titik penjumlahan dalam diagram blok sistem kawalan.

Titik Penjumlahan Berturutan

Titik penjumlahan dengan lebih dari dua input boleh dibahagikan kepada dua atau lebih titik penjumlahan berturutan, di mana perubahan kedudukan titik penjumlahan berturutan tidak mempengaruhi output isyarat.

Dengan kata lain - jika terdapat lebih dari satu titik penjumlahan langsung saling berkait, maka mereka boleh dengan mudah dipertukarkan dari kedudukan mereka tanpa mempengaruhi output akhir sistem penjumlahan.

Blok Paralel

Apabila isyarat input yang sama diterapkan, blok-blok yang berbeza dan output dari setiap blok ditambahkan di titik penjumlahan untuk mengambil output akhir sistem.

Fungsi pindah keseluruhan sistem akan menjadi jumlah aljabar fungsi pindah semua blok individu.

Jika Cone, Ctwo, dan Cthree adalah output blok dengan fungsi pindah Gone, Gtwo, dan Gthree, maka.

Peralihan Titik Pengambilan

Jika isyarat yang sama diterapkan ke lebih dari satu sistem, maka isyarat tersebut direpresentasikan dalam sistem oleh titik yang disebut titik pengambilan.Prinsip peralihan titik pengambilan adalah bahwa ia boleh dipindahkan ke salah satu sisi blok, tetapi output cabang-cabang yang terhubung ke titik pengambilan harus tetap tidak berubah.

Titik pengambilan boleh dipindahkan ke salah satu sisi blok.

Dalam gambar di atas, titik pengambilan dipindahkan dari kedudukan A ke B. Isyarat R(s) di titik pengambilan A akan menjadi G(s)R(s) di titik B.

Oleh itu, blok lain dari fungsi pindah songsang G(s) perlu diletakkan di laluan tersebut untuk mendapatkan R(s) lagi.Sekarang mari kita periksa apabila titik pengambilan dipindahkan sebelum blok, yang sebelumnya setelah blok.Di sini output adalah C(s), dan input adalah R(s) dan oleh itu.

Di sini, kita perlu meletakkan satu blok dari fungsi pindah G(s) di laluan sehingga output kembali sebagai C(s).

Peralihan Titik Penjumlahan

Mari kita periksa peralihan titik penjumlahan dari posisi sebelum blok ke posisi setelah blok.Ada dua isyarat input, R(s) dan ± X(s), yang memasuki titik penjumlahan di posisi A. Output dari titik penjumlahan adalah R(s) ± X(s).Isyarat hasil adalah input sistem kawalan blok dengan fungsi pindah G(s), dan output akhir sistem adalah

Oleh itu, titik penjumlahan boleh digambar semula dengan isyarat input R(s)G(s) dan ± X(s)G(s)

Diagram blok sistem kawalan output di atas boleh ditulis semula sebagai

Persamaan di atas boleh direpresentasikan oleh blok dengan fungsi pindah G(s) dan input R(s) ± X(s)/G(s) lagi R(s)±X(s)/G(s) boleh direpresentasikan dengan titik penjumlahan isyarat input R(s) dan ± X(s)/G(s) dan akhirnya boleh digambar seperti di bawah.

Diagram Blok Sistem Kawalan Gelung Tertutup

Dalam sistem kawalan gelung tertutup, sebahagian output diberi maklum balik dan ditambahkan ke input sistem. Jika H(s) adalah fungsi pindah laluan maklum balik, maka fungsi pindah isyarat maklum balik akan menjadi B(s) = C(s)H(s).

Di titik penjumlahan, isyarat input R(s) akan ditambah dengan B(s) dan menghasilkan isyarat input sebenar atau isyarat ralat sistem, dan ditandai dengan E(s).