Blokkdiagramok a vezérlőrendszerekben (átviteli függvények szabályzása összeadási pontok és az olvasásuk módja)
Mi a blokkdiagram egy irányítórendszerben?
A blokkdiagramot használjuk egy irányítórendszert diagram formában való ábrázolására. Más szavakkal, az irányítórendszer gyakorlati ábrázolása a blokkdiagram. Az irányítórendszer minden elemét blokkként ábrázoljuk, és a blokk a rendszer adott elemének átmeneti függvényének szimbolikus ábrázolása.
Nem mindig kényelmes egy összetett irányítórendszer teljes átmeneti függvényét egyetlen függvénnyel levezetni. Könnyebb a rendszerhez csatlakoztatott irányítóelemek átmeneti függvényét külön-külön levezetni.
Egy blokk akkor képviseli minden elem átmeneti függvényét, és ezeket a jelektől függő útvonalon kötik össze.
A blokkdiagramokat használják összetett irányítórendszerek egyszerűsítésére. Az irányítórendszer minden eleme blokkként van ábrázolva, és a blokk az adott elem átmeneti függvényének szimbolikus ábrázolása. Egy teljes irányítórendszert a szükséges számú összekapcsolt blokk segítségével lehet ábrázolni.
Az alábbi ábra két elemet mutat Gone(s) és Gtwo(s) átmeneti függvényekkel. Ahol Gone(s) az első elem átmeneti függvénye, Gtwo(s) pedig a rendszer második elemének átmeneti függvénye.
Az ábra azt is mutatja, hogy visszacsatolási úton keresztül a C(s) kimeneti jel visszahelyezhető, és összehasonlítható a bemeneti R(s) jellel. A bemenet és a kimenet közötti különbség az, ami a működő jel vagy hibajelként hat.
A diagram minden blokkjában a kimenet és a bemenet kapcsolódik egy átmeneti függvényen keresztül. Ahol az átmeneti függvény:
Ahol C(s) a kimenet, R(s) pedig a bemenet annak a konkrét bloknak.
Egy összetett irányítórendszer több blokkból áll. Minden blokknak van a saját átmeneti függvénye. De a rendszer teljes átmeneti függvénye a végleges kimeneti és a rendszer kezdeti bemeneti átmeneti függvényének aránya.
Ezt a rendszer teljes átmeneti függvényét megszerezhetjük az irányítórendszert az egyes blokkok kombinálásával, egyenként egyszerűsítve.
Ezen blokkok kombinálásának technikája a blokkdiagram-szimplifikációs technika.
A technika sikeres alkalmazásához néhány szabályt kell követni a blokkdiagram-szimplifikációhoz.
Vizsgáljuk meg ezeket a szabályokat, egyenként, a irányítórendszer blokkdiagramjának szimplifikációjához. Ha irányítórendszerekkel szeretne foglalkozni, tekintse meg irányítórendszerek többszörös választó kérdéseinket (MCQ).
Ha az irányítórendszer bemeneti átmeneti függvénye R(s), a hozzá tartozó kimenete C(s), és a rendszer teljes átmeneti függvénye G(s), akkor az irányítórendszert a következőképpen ábrázolhatjuk:
Eltérő pont az irányítórendszer blokkdiagramjában
Amikor egyetlen bemeneti jelet vagy ugyanazt a bemeneti jelet több blokkra szeretnénk alkalmazni, ekkor használunk olyasmivel, amit eltérő pontnak nevezünk.
Ez a pont, ahol a bemeneti jel több utat is járhat be. Jelentkezzen, hogy a bemeneti jel nem osztódik el egy ponton.
Hanem inkább a bemeneti jel áthalad az összes útvonalon, ami ehhez a ponthoz csatlakozik, anélkül, hogy értékét befolyásolná.
Tehát ugyanazt a bemeneti jelet több rendszerre vagy blokkra is alkalmazhatjuk, ha van egy eltérő pont.
Egy irányítórendszer több blokkjának ábrázolása közös bemeneti jelekkel történik egy közös pontra, ahogy az alábbi ábrán látható X ponttal.
Kaszkád blokkok
Amikor több rendszer vagy irányítóblokk kaszkád módon van összekötve, az egész rendszer átmeneti függvénye lesz az egyes individuális blokkok átmeneti függvényeinek szorzata.
Itt is említendő, hogy egy blokk kimenete nem befolyásolódik a kaszkád rendszerben található más blokkok jelenlétével.
Most, a diagram alapján látható, hogy,
Ahol G(s) a kaszkád irányítórendszer teljes átmeneti függvénye.
Összegző pontok egy irányítórendszer blokkdiagramjában
Ellenben, hogy egyetlen bemeneti jelet alkalmazunk különböző blokkokra, mint az előző esetben, olyan helyzet is lehet, amikor különböző bemeneti jeleket alkalmazunk ugyanarra a blokkra.
Itt a végeredményül kapott bemeneti jel az összes bemeneti jel összege. A bemeneti jelek összege egy ponttal van reprezentálva, amit összegző pontnak hívunk, amit a diagram alábbi keresztezett körrel ábrázolunk.
