Blok dijagram upravljačkih sustava (prenosne funkcije smanjenje zbrojne točke i kako ih čitati)

Što je dijagram blokova u sustavu upravljanja?

Dijagram blokova koristi se za prikazivanje sustava upravljanja u obliku dijagrama. Drugim riječima, praktični prikaz sustava upravljanja jest njegov dijagram blokova. Svaki element sustava upravljanja predstavljen je blokom, a blok je simbolički prikaz prenosne funkcije tog elementa.

Nije uvijek praktično izvesti cijelu prenosnu funkciju složenog sustava upravljanja u jednoj funkciji. Lakoće je izvesti prenosnu funkciju kontrolnog elementa povezanog s sustavom zasebno.

Tada svaki blok predstavlja prenosnu funkciju pojedinog elementa, a oni su zatim povezani putanjom toka signala.

Dijagrami blokova koriste se za pojednostavljenje složenih sustava upravljanja. Svaki element sustava upravljanja predstavljen je blokom, a blok je simbolički prikaz prenosne funkcije tog elementa. Potpuni sustav upravljanja može se predstaviti potrebnim brojem međusobno povezanih blokova.

Sljedeća slika pokazuje dva elementa s prenosnim funkcijama Gone(s) i Gtwo(s). Gdje Gone(s) predstavlja prenosnu funkciju prvog elementa, a Gtwo(s) predstavlja prenosnu funkciju drugog elementa sustava.

Dijagram također pokazuje da postoji povratna putanja kroz koju se izlazni signal C(s) vraća i uspoređuje s ulaznim R(s). Razlika između ulaza i izlaza djeluje kao aktivirajući signal ili signal greške.

U svakom bloku dijagrama, izlaz i ulaz su međusobno povezani preko prenosne funkcije. Prenosna funkcija je:

Gdje C(s) je izlaz, a R(s) je ulaz tog određenog bloka.

Složeni sustav upravljanja sastoji se od nekoliko blokova. Svaki od njih ima svoju prenosnu funkciju. Međutim, ukupna prenosna funkcija sustava jest omjer prenosne funkcije konačnog izlaza i prenosne funkcije početnog ulaza sustava.

Ovu ukupnu prenosnu funkciju sustava može se dobiti pojednostavljujući sustav upravljanja kombiniranjem tih pojedinačnih blokova, jedan po jedan.

Tehnika kombiniranja tih blokova naziva se tehnika redukcije dijagrama blokova.

Za uspješnu implementaciju ove tehnike, treba pridržavati neka pravila za redukciju dijagrama blokova.

Razmotrimo ta pravila, jedno po jedno, za redukciju dijagrama blokova sustava upravljanja. Ako želite proširiti svoje znanje o sustavima upravljanja, provjerite naše višestruke izborno pitanje (MCQs) o sustavima upravljanja.

Ako je prenosna funkcija ulaza sustava upravljanja R(s), a odgovarajući izlaz C(s), a ukupna prenosna funkcija sustava upravljanja G(s), tada se sustav upravljanja može predstaviti kao:

Točka podizanja u dijagramu blokova sustava upravljanja

Kada nam treba primijeniti jedan ili isti ulazni signal na više blokova, koristimo ono što se naziva točkom podizanja.

To je točka gdje ulaz ima više od jedne putanje za širenje. Naučite da se ulaz ne dijeli u točki.

Umjesto toga, ulaz se širi kroz sve putanje povezane s tom točkom bez utjecaja na njegovu vrijednost.

Stoga, isti ulazni signali mogu se primijeniti na više od jednog sustava ili bloka imajući točku podizanja.

Zajednički ulazni signal koji predstavlja više od jednog bloka sustava upravljanja vrši se putem zajedničke točke, kako je prikazano na sljedećoj slici s točkom X.

Kaskadni blokovi

Kada se nekoliko sustava ili blokova upravljanja poveže u kaskadnom poretku, ukupna prenosna funkcija cijelog sustava bit će umnožak prenosnih funkcija svih pojedinačnih blokova.

Trebalo bi se sjetiti da prisustvo drugih blokova u kaskadnom sustavu neće utjecati na izlaz bilo kojeg bloka.

Iz dijagrama se vidi da je,

Gdje G(s) predstavlja ukupnu prenosnu funkciju kaskadnog sustava upravljanja.

Točke zbrajanja u dijagramu blokova sustava upravljanja

Umjesto primjene jednog ulaznog signala na različite blokove, kao u prethodnom slučaju, može se dogoditi situacija u kojoj se različiti ulazni signali primjenjuju na isti blok.

U ovom slučaju, rezultirajući ulazni signal je zbroj svih primijenjenih ulaznih signala. Zbrajanje ulaznih signala predstavlja se točkom, koja se naziva točkom zbrajanja, prikazana na sljedećoj slici prekrivenim krugom.

Ovdje