नियंत्रण प्रणाली ब्लक चित्र

ब्लक आरेखको परिभाषा

ब्लक आरेखले नियंत्रण प्रणालीलाई आरेख रूपमा प्रदर्शन गर्दछ। अन्य शब्दहरूमा, नियंत्रण प्रणालीको व्यावहारिक प्रतिनिधित्व उसको ब्लक आरेख हो। नियंत्रण प्रणालीको प्रत्येक तत्वलाई एउटा ब्लक द्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ र यो ब्लक उस तत्वको स्थानांतरण फंक्सनको प्रतीकी प्रतिनिधित्व गर्दछ।

यो सधैं जटिल नियंत्रण प्रणालीको पूर्ण स्थानांतरण फंक्सनलाई एक फंक्सनमा व्युत्पन्न गर्न सुविधाजनक छैन। यो आसान छ जुन नियंत्रण तत्वलाई विभिन्न रूपमा व्युत्पन्न गर्न सकिन्छ जो प्रणालीसँग जोडिएको छ।

प्रत्येक ब्लकले एउटा तत्वको स्थानांतरण फंक्सनलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ र यसलाई सिग्नल फ्लो मार्ग अनुसार जोडिन्छ।ब्लक आरेखले जटिल नियंत्रण प्रणालीलाई सरल बनाउँछ। प्रत्येक नियंत्रण प्रणाली तत्वलाई एउटा ब्लक रूपमा प्रदर्शित गरिन्छ, जसले उसको स्थानांतरण फंक्सनलाई प्रतीकात्मक रूपमा प्रतिनिधित्व गर्दछ। यी ब्लकहरू एकै साथ पूर्ण नियंत्रण प्रणाली बनाउँछ।

निम्न चित्रले दुई तत्वहरूलाई देखाउँछ जिनको स्थानांतरण फंक्सन Gone(s) र Gtwo(s) हुन्छ। जहाँ Gone(s) पहिलो तत्वको स्थानांतरण फंक्सन र Gtwo(s) प्रणालीको दोस्रो तत्वको स्थानांतरण फंक्सन हुन्छ।

चित्रले यस बाट एउटा प्रतिक्रिया मार्ग देखाउँछ जहाँ निकासी सिग्नल C(s) को प्रतिक्रिया दिइएको छ र यसलाई इनपुट R(s) सँग तुलना गरिएको छ। इनपुट र निकासीको फरक जसले अभिकर्षण सिग्नल वा त्रुटि सिग्नलको रूपमा काम गर्दछ।

आरेखको प्रत्येक ब्लकमा, निकासी र इनपुटलाई एउटा स्थानांतरण फंक्सन द्वारा जोडिन्छ। जहाँ स्थानांतरण फंक्सन हुन्छ:

जहाँ C(s) निकासी र R(s) उक्त ब्लकको इनपुट हुन्छ।एक जटिल नियंत्रण प्रणालीमा केही ब्लकहरू छन्। प्रत्येक ब्लकले आफ्नै स्थानांतरण फंक्सन छ। तर प्रणालीको समग्र स्थानांतरण फंक्सन अन्तिम निकासीको स्थानांतरण फंक्सन र प्रणालीको आरम्भिक इनपुटको स्थानांतरण फंक्सनको अनुपात हुन्छ।

यो प्रणालीको समग्र स्थानांतरण फंक्सनलाई यी व्यक्तिगत ब्लकहरूलाई एक-एक रूपमा जोडेर नियंत्रण प्रणालीलाई सरल बनाउँदा प्राप्त गर्न सकिन्छ।यी ब्लकहरूलाई जोड्ने कला ब्लक आरेख रिडक्सन तकनीक भनिन्छ।यस तकनीकको सफल अनुशासनका लागि, ब्लक आरेख रिडक्सनका केही नियमहरू फाल्याउनुपर्छ।

नियंत्रण प्रणाली ब्लक आरेखमा टेक-ऑफ बिन्दु

जब हामीले एक वा एउटै इनपुटलाई एक भन्दा बढी ब्लकहरूमा लागू गर्न चाहेको हुन्छ, त्यसपछि हामी यसलाई टेक-ऑफ बिन्दु भनिन्छ।यो बिन्दु इनपुटलाई एक भन्दा बढी मार्गहरूमा प्रसारित हुन्छ। याद राख्नुहोस्, इनपुटलाई एउटै बिन्दुमा विभाजित गरिँदैन।

तर इनपुटले उस बिन्दुसँग जोडिएको सबै मार्गहरू दिनुभयो बिना उसको मान प्रभावित गर्दैन।त्यसैले, एउटै इनपुट सिग्नललाई एक भन्दा बढी प्रणाली वा ब्लकहरूमा लागू गर्न सकिन्छ टेक-ऑफ बिन्दुको मार्फत।नियंत्रण प्रणालीको एक भन्दा बढी ब्लकहरूको प्रतिनिधित्व गर्ने एक साझा इनपुट सिग्नललाई निम्न चित्रमा दिएको बिन्दु X द्वारा देखाउँछ।

कैस्केड ब्लकहरू

जब नियंत्रण ब्लकहरू श्रृंखला (कैस्केड) मा जोडिएको छन्, त्यसपछि समग्र स्थानांतरण फंक्सन उन सबै व्यक्तिगत ब्लक स्थानांतरण फंक्सनहरूको गुणनफल हुन्छ।याद राख्नुहोस्, एउटा ब्लकको निकासी श्रृंखलामा अन्य ब्लकहरूद्वारा प्रभावित गरिँदैन।

अब, आरेख से यह देखा जाता है कि,

जहाँ G(s) लगातार नियंत्रण प्रणाली का समग्र स्थानांतरण फलन है।

नियंत्रण प्रणाली ब्लक आरेख में योग बिंदु

कभी-कभी, एक ही ब्लक को विभिन्न इनपुट सिग्नल लगाए जाते हैं बजाय एक इनपुट को अनेक ब्लकों में।यहाँ, संयुक्त इनपुट सिग्नल सभी लागू इनपुट सिग्नलों का योग है। यह योग बिंदु, जहाँ इनपुट मिलते हैं, आरेखों में एक पार किया गोला के रूप में दिखाया जाता है।

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

लगातार योग बिंदु

दो से अधिक इनपुट वाले एक योग बिंदु को दो या अधिक लगातार योग बिंदुओं में विभाजित किया जा सकता है, जहाँ लगातार योग बिंदुओं की स्थिति की परिवर्तन इनपुट सिग्नल के आउटपुट को प्रभावित नहीं करता है।

दूसरे शब्दों में - अगर एक से अधिक योग बिंदु लगातार जुड़े हुए हैं, तो उन्हें उनकी स्थिति से बिना योग प्रणाली के अंतिम आउटपुट को प्रभावित किए आसानी से बदला जा सकता है।

समानांतर ब्लक

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

प्रणाली का समग्र स्थानांतरण फलन सभी व्यक्तिगत ब्लकों के स्थानांतरण फलनों का बीजगणितीय योग होगा।

अगर Cone, Ctwo, और Cthree ब्लकों के आउटपुट हैं जिनके स्थानांतरण फलन Gone, Gtwo, और Gthree हैं, तो।

टेकऑफ बिंदु का विस्थापन

अगर एक ही सिग्नल एक से अधिक प्रणालियों में लगाया जाता है, तो प्रणाली में सिग्नल टेकऑफ बिंदु कहलाने वाले एक बिंदु द्वारा दर्शाया जाता है।टेकऑफ बिंदु को विस्थापित करने का सिद्धांत यह है कि इसे एक ब्लक के दोनों ओर विस्थापित किया जा सकता है, लेकिन टेकऑफ बिंदु से जुड़े शाखाओं का अंतिम आउटपुट अपरिवर्तित रहना चाहिए।

टेकऑफ बिंदु को ब्लक के दोनों ओर विस्थापित किया जा सकता है।

ऊपर दिए गए आरेख में, टेकऑफ बिंदु को स्थिति A से B तक विस्थापित किया गया है। टेकऑफ बिंदु A पर सिग्नल R(s) बिंदु B पर G(s)R(s) बन जाएगा।

त्यसैले फेरि प्रसारण फंक्सन G(s) को व्युत्क्रम ब्लक त्यही मार्गमा राखिनुपर्छ जस्तै R(s) फेरि पाउन।अब आइयो यदि लेखन स्थान ब्लक भन्दा पहिले शिफ्ट हुन्छ भने अध्ययन गरौं, जुन पहिले ब्लक भन्दा बाहेक थियो।यहाँ निर्गत C(s) छ, र इनपुट R(s) छ र यसैले।

यहाँ, हामीले प्रसारण फंक्सन G(s) को एक ब्लक मार्गमा राख्नुपर्छ जस्तै निर्गत फेरि C(s) आउँछ।

समीकरण बिन्दुको शिफ्ट

आइयो यदि एक ब्लक भन्दा पहिले बाट एक ब्लक भन्दा बाहेक तरिकाले समीकरण बिन्दुको शिफ्ट अध्ययन गरौं।यहाँ दुई इनपुट सिग्नलहरू, R(s) र ± X(s), A अवस्थामा एक समीकरण बिन्दुमा प्रवेश गर्दछन्। समीकरण बिन्दुको निर्गत R(s) ± X(s) छ।परिणामी सिग्नल प्रसारण फंक्सन G(s) को नियंत्रण प्रणाली ब्लकको इनपुट छ, र प्रणालीको अन्तिम निर्गत

त्यसैले, इनपुट सिग्नलहरू R(s)G(s) र ± X(s)G(s) सह समीकरण बिन्दुलाई फेरि आकार दिन सकिन्छ

नियंत्रण प्रणाली निर्गतको उपरोक्त ब्लक चित्रहरूलाई फेरि लेख्न सकिन्छ

उपरोक्त समीकरणलाई प्रसारण फंक्सन G(s) को एक ब्लक र इनपुट R(s) ± X(s)/G(s) पुन: R(s)±X(s)/G(s) ले निरूपण गर्न सकिन्छ र अन्तिम रूपमा यसलाई तल दिएको छ।

बन्द चक्र नियंत्रण प्रणालीको ब्लक चित्र

बन्द चक्र नियंत्रण प्रणालीमा, निर्गतको एक भाग फिडबैक गरिएको छ र प्रणालीको इनपुटमा थपिएको छ। यदि H (s) फिडबैक मार्गको प्रसारण फंक्सन हो भने, फिडबैक सिग्नलको प्रसारण फंक्सन B(s) = C(s)H(s) हुनेछ।

समीकरण बिन्दुमा, इनपुट सिग्नल R(s) ले B(s) लाई थपिन्छ र प्रणालीको वास्तविक इनपुट सिग्नल वा त्रुटि सिग्नल उत्पन्न गर्छ, र यसलाई E(s) ले निरूपण गरिन्छ।