Boshqaruv tizimlari blok-diagrammasi

Blok diagramma ta'rifini

Blok diagramma kontrollash tizimini diagramma shaklida ifodalash uchun ishlatiladi. Boshqacha qilib aytganda, kontrollash tiziminin praktik ifodasi uning blok diagrammasidir. Kontrollash tizimining har bir elementi blok bilan ifodalangan va bu blok ushbu elementning o'tkazish funksiyasining simvolik ifodasi.

Murakkab kontrollash tizimining butun o'tkazish funksiyasini bitta funksiya orqali aniqlash doim ham aniq emas. Tizimga ulangan kontrollash elementining o'tkazish funksiyasini alohida tarzda aniqlash osonroq.

Har bir blok elementning o'tkazish funksiyasini ifodalaydi va signal oqish yo'lini bo'lgan joyda ulanadi.Blok diagrammalar murakkab kontrollash tizimlarini soddalashtiradi. Har bir kontrollash tizimi elementi blok shaklida ko'rsatiladi, uning o'tkazish funksiyasini belgilaydi. Bu bloklar birgalikda to'liq kontrollash tizimini tashkil etadi.

Quyidagi rasm ikki elementni Gone(s) va Gtwo(s) o'tkazish funksiyalari bilan ko'rsatadi. Bu yerda Gone(s) birinchi elementning o'tkazish funksiyasi, Gtwo(s) esa tizimning ikkinchi elementining o'tkazish funksiyasidir.

Diagramma C(s) chiqish signali orqali qaytarilishi va R(s) kirish signali bilan solishtirilishi kerak bo'lgan orqaga qaytariladigan yo'l mavjudligini ko'rsatadi. Kirish va chiqish orasidagi farq faoliyatlanuvchi yoki xato signali hisoblanadi.

Diagrammadagi har bir blokda chiqish va kirish o'tkazish funksiyasi orqali bog'langan. Bu yerda o'tkazish funksiyasi:

Bu yerda C(s) chiqish, R(s) esa ushbu blokning kirishidir.Murakkab kontrollash tizimi bir nechta bloklardan iborat. Har biri o'ziga xos o'tkazish funksiyasiga ega. Amma tizimning umumiy o'tkazish funksiyasi tizimning oxirgi chiqishi va tizimning boshlang'ich kirishi o'tkazish funksiyasining nisbatidir.

Tizimning umumiy o'tkazish funksiyasini shu individual bloklarni qatorga keltirib, bir-biri bilan birlashtirish orqali olish mumkin.Bu bloklarni birlashtirish usuli blok diagrammasini kamaytirish usuli deb ataladi.Bu usul muvaffaqiyatli amalga oshirilishi uchun blok diagrammasini kamaytirish uchun ba'zi qoidalarga rioya qilish kerak.

Kontrollash tizimining blok diagrammasidagi olib borish nuqtasi

Agar biz bir yoki undan ko'proq bloklarga bir xil kirishni berishimiz kerak bo'lsa, "olib borish nuqta" deb ataladigan narsani ishlatamiz.Bu nuqta kirishning bir nechta yo'llar boyicha paydo bo'lishi kerak bo'lgan joydir. Eslatma, kirish bir nuqtaga bo'linmaydi.

Aksincha, kirish nuqtaga ulangan barcha yo'llar boyicha qiymati o'zgarishsiz paydo bo'ladi.Shunday qilib, o'zaro bog'langan bir nechta tizimlarga yoki bloklarga bir xil kirish signallarini berish uchun olib borish nuqtasidan foydalanish mumkin.Kontrollash tizimining bir nechta bloklarini ifodalovchi umumiy kirish signali quyidagi rasmdek X nuqtasi bilan ko'rsatilgan.

Kaskadli bloklar

Kontrollash bloklari ketma-ket (kaskadli) ulangan bo'lsa, umumiy o'tkazish funksiyasi barcha individual blok o'tkazish funksiyalarining ko'paytmasi bo'ladi.Hamda eslatma, bir blokning chiqishi seriyadagi boshqa bloklar tomonidan ta'sirlanmaydi.

Rasmga ko'ra, quyidagilarni ko'rib chiqish mumkin:

Bu yerda G(s) kaskadli kontrollash tizimining umumiy o'tkazish funksiyasidir.

Kontrollash tizimining blok diagrammasidagi yig'indilik nuqtalar

Ko'plab holatlarda, bir nechta kirish signallari bir blokka beriladi, bir nechta bloklarga bitta kirish berilishi uchun emas.Bu yerda, jami kirish signali barcha berilgan kirish signallarning yig'indisidir. Diagrammalarda, kirishlarning birlashish joyi kesishgan doira bilan ko'rsatiladi.

Bu yerda R(s), X(s) va Y(s) kirish signallaridir. Kontrollash tizimining blok diagrammasida yig'indilik nuqtasiga kirish signallarini ko'rsatish zarur.

Ko'p yig'indilik nuqtalar

Ikkitadan ko'proq kirishlari bo'lgan yig'indilik nuqta ikkita yoki undan ko'proq ketma-ket yig'indilik nuqtalarga ajratilishi mumkin, bu yerda ketma-ket yig'indilik nuqtalarining pozitsiyasini o'zgartirish signallarning chiqishini ta'sir etmaydi.

Boshqacha qilib aytganda, agar bir nechta yig'indilik nuqtalar toxtalab bog'langan bo'lsa, ularning pozitsiyasini o'zgartirish yig'indilik tizimining natijaviy chiqishini ta'sir etmaydi.

Paralel bloklar

Ayni kirish signali berilganda, turli bloklar va ularning har biridan chiqish yig'indilik nuqtada qo'shiladi, tizimning natijaviy chiqishi olinadi.

Tizimning umumiy o'tkazish funksiyasi barcha individual bloklarning o'tkazish funksiyalarining algebraik yig'indisi bo'ladi.

Agar Cone, Ctwo va Cthree bloklarning chiqishlari va ularning o'tkazish funksiyalari Gone, Gtwo va Gthree bo'lsa, unda.

Olib borish nuqtasining sur'atlanishi

Agar ayni signal bir nechta tizimga beriladi, unda signal tizimda "olib borish nuqtasi" deb ataladigan nuqtada ifodalangan.Olib borish nuqtasini sur'atlash asosiy prinsipi shundaki, uni blokning ikki tomoni bo'lgan qandaydir tomoniga sur'atlasa ham, olib borish nuqtasiga ulangan g'ishnarlarning natijaviy chiqishi o'zgarmas bo'lishi kerak.

Olib borish nuqtasini blokning ikki tomoniga sur'atlash mumkin.

Yuqorida, olib borish nuqtasi A nuqtadan B nuqtagacha sur'atlandi. A nuqtadagi R(s) signali B nuqtada G(s)R(s) bo'ladi.

Shunday qilib, G(s) o'tkazish funksiyasining teskarisi bo'lgan boshqa bir blok ushbu yo'lga qo'yilishi kerak, R(s) ni qayta olish uchun.Endi, olib borish nuqtasini avval blokdan keyin, keyin esa blokdan oldin sur'atlash holatini tekshiramiz.Bu yerda, chiqish C(s), kirish R(s) bo'lganda.

Bu yerda, G(s) o'tkazish funksiyasiga ega boshqa bir blok ushbu yo'lga qo'yilishi kerak, shunda chiqish yana C(s) bo'ladi.

Yig'indilik nuqtasining sur'atlanishi

Yig'indilik nuqtasini blokdan oldin bo'lgan pozitsiyadan, blokdan keyin bo'lgan pozitsiyaga sur'atlashni ko'rib chiqaylik.Ikkita kirish signali, R(s) va ± X(s), A nuqtadagi yig'indilik nuqtasiga kirdi. Yig'indilik nuqtasining chiqishi R(s) ± X(s).Natijaviy signal G(s) o'tkazish funksiyasiga ega kontrollash tizim blokining kirishi bo'lib, tizimning natijaviy chiqishi

Shunday qilib, yig'indilik nuqtasi R(s)G(s) va ± X(s)G(s) kirish signallari bilan qayta chizilishi mumkin.

Yuqorida kontrollash tizimining chiqishini ifodalovchi blok diagrammalari quyidagicha yozilishi mumkin:

Yuqorida berilgan tenglama G(s) o'tkazish funksiyasiga ega blok va R(s) ± X(s)/G(s) kirish signali bilan ifodalash mumkin. Qayta R(s)±X(s)/G(s) R(s) va ± X(s)/G(s) kirish signallari bilan yig'indilik nuqtasi orqali ifodalash mumkin va nihoyat quyidagicha chizilishi mumkin.