Άθροισμα Διαγράμματος Ελέγχου (Μεταφορικές Συναρτήσεις, Απλούστευση, Σημεία Άθροισης και Πώς να τα Διαβάζετε)

Τι είναι το Διάγραμμα Μπλοκ σε ένα Σύστημα Ελέγχου

Το διάγραμμα μπλοκ χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει ένα σύστημα ελέγχου σε διαγραμματική μορφή. Με άλλα λόγια, η πρακτική αναπαράσταση ενός συστήματος ελέγχου είναι το διάγραμμα μπλοκ του. Κάθε στοιχείο του συστήματος ελέγχου αναπαράσταται με ένα μπλοκ και το μπλοκ είναι η συμβολική αναπαράσταση της συνάρτησης μεταφοράς του στοιχείου.

Δεν είναι πάντα βολικό να προσδιοριστεί η συνολική συνάρτηση μεταφοράς ενός περίπλοκου συστήματος ελέγχου σε μία μοναδική συνάρτηση. Είναι ευκολότερο να προσδιοριστεί η συνάρτηση μεταφοράς των στοιχείων ελέγχου που είναι συνδεδεμένα με το σύστημα ξεχωριστά.

Ένα μπλοκ αναπαρίσταται η συνάρτηση μεταφοράς κάθε στοιχείου, και στη συνέχεια συνδέονται με τη διαδρομή ροής σήματος.

Τα διαγράμματα μπλοκ χρησιμοποιούνται για να απλοποιήσουν περίπλοκα συστήματα ελέγχου. Κάθε στοιχείο του συστήματος ελέγχου αναπαρίσταται με ένα μπλοκ, και το μπλοκ είναι η συμβολική αναπαράσταση της συνάρτησης μεταφοράς του στοιχείου. Ένα σύνολο σύστημα ελέγχου μπορεί να αναπαρασταθεί με το απαιτούμενο αριθμό συνδεδεμένων μπλοκ.

Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται δύο στοιχεία με συνάρτηση μεταφοράς Gone(s) και Gtwo(s). Όπου Gone(s) είναι η συνάρτηση μεταφοράς του πρώτου στοιχείου και Gtwo(s) είναι η συνάρτηση μεταφοράς του δεύτερου στοιχείου του συστήματος.

Το διάγραμμα δείχνει επίσης υπάρχει μια διαδρομή ανάδρασης μέσω της οποίας το εξοδικό σήμα C(s) επιστρέφεται και συγκρίνεται με το εισοδικό R(s). Η διαφορά μεταξύ εισόδου και εξόδου είναι το οποίο λειτουργεί ως σήμα ενεργοποίησης ή σήμα σφάλματος.

Σε κάθε μπλοκ του διαγράμματος, το εξοδικό και το εισοδικό συνδέονται μαζί μέσω μιας συνάρτησης μεταφοράς. Όπου η συνάρτηση μεταφοράς είναι:

Όπου C(s) είναι το εξοδικό και R(s) είναι το εισοδικό αυτού του συγκεκριμένου μπλοκ.

Ένα περίπλοκο σύστημα ελέγχου αποτελείται από πολλά μπλοκ. Καθένα από αυτά έχει τη δική του συνάρτηση μεταφοράς. Ωστόσο, η συνολική συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος είναι το πηλίκο της συνάρτησης μεταφοράς του τελικού εξοδικού σε σχέση με τη συνάρτηση μεταφοράς του αρχικού εισοδικού του συστήματος.

Αυτή η συνολική συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος μπορεί να προκύψει απλοποιώντας το σύστημα ελέγχου συνδυάζοντας αυτά τα μεμονωμένα μπλοκ, ένα προς ένα.

Η τεχνική συνδυασμού αυτών των μπλοκ είναι γνωστή ως τεχνική μείωσης διαγράμματος μπλοκ.

Για τη επιτυχή εφαρμογή αυτής της τεχνικής, πρέπει να ακολουθηθούν κάποιοι κανόνες μείωσης διαγράμματος μπλοκ.

Ας συζητήσουμε αυτούς τους κανόνες, έναν ένα, για τη μείωση του διαγράμματος μπλοκ συστήματος ελέγχου. Αν ζητάτε να μελετήσετε συστήματα ελέγχου, δείτε τα MCQs συστημάτων ελέγχου μας.

Εάν η συνάρτηση μεταφοράς του εισοδικού ενός συστήματος ελέγχου είναι R(s) και το αντίστοιχο εξοδικό είναι C(s), και η συνολική συνάρτηση μεταφοράς του συστήματος ελέγχου είναι G(s), τότε το σύστημα ελέγχου μπορεί να αναπαρασταθεί ως:

Σημείο Απόδοσης σε Διάγραμμα Μπλοκ Συστήματος Ελέγχου

Όταν χρειαζόμαστε να εφαρμόσουμε ένα ή το ίδιο εισοδικό σε περισσότερα από ένα μπλοκ, χρησιμοποιούμε αυτό που ονομάζεται σημείο απόδοσης.

Αυτό το σημείο είναι όπου το εισοδικό έχει περισσότερες από μία διαδρομή για να διαδοθεί. Σημειώστε ότι το εισοδικό δεν χωρίζεται σε ένα σημείο.

Αλλά αντίθετα, το εισοδικό διαδίδεται μέσω όλων των διαδρομών που συνδέονται με αυτό το σημείο χωρίς να επηρεάζει την τιμή του.

Άρα, τα ίδια εισοδικά σήματα μπορούν να εφαρμοστούν σε περισσότερα από ένα σύστημα ή μπλοκ μέσω ενός σημείου απόδοσης.

Ένα κοινό εισοδικό σήμα που αντιπροσωπεύει περισσότερα από ένα μπλοκ ενός συστήματος ελέγχου γίνεται με ένα κοινό σημείο, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα με το σημείο X.

Καταβαθμικά Μπλοκ