Blokkdiagram av styringsystemer (overføringsfunksjoner reduksjon summeringspunkter og hvordan lese dem)

Hva er et blokkskjema i et styringssystem?

Et blokkskjema brukes til å representere et styringssystem i skjemaform. Med andre ord, den praktiske representasjonen av et styringssystem er dets blokkskjema. Hver del av styringssystemet representeres med en blokk, og blokken er den symboliske representasjonen av overføringsfunksjonen for den delen.

Det er ikke alltid hensiktsmessig å utlede hele overføringsfunksjonen for et komplekst styringssystem i en enkelt funksjon. Det er lettere å utlede overføringsfunksjonen for styringselementet som er koblet til systemet separat.

En blokk representerer deretter hver dels overføringsfunksjon, og de kobles deretter sammen med signalfløytsveien.

Blokkskjemaer brukes for å forenkle komplekse styringssystemer. Hver del av styringssystemet representeres med en blokk, og blokken er den symboliske representasjonen av delens overføringsfunksjon. Et komplett styringssystem kan representeres med det nødvendige antallet sammenkoblede blokker.

Figuren nedenfor viser to elementer med overføringsfunksjon Gone(s) og Gtwo(s). Der Gone(s) er overføringsfunksjonen for det første elementet, og Gtwo(s) er overføringsfunksjonen for det andre elementet i systemet.

Skjemaet viser også at det er en tilbakemeldingsvei gjennom hvilken utdata C(s) sendes tilbake og sammenlignes med inndata R(s). Forskjellen mellom inndata og utdata er det som fungerer som aktiverende signal eller feilsignal.

I hver blokk i skjemaet er utdata og inndata relatert sammen ved en overføringsfunksjon. Der overføringsfunksjonen er:

Der C(s) er utdata, og R(s) er inndata for den spesifikke blokken.

Et komplekst styringssystem består av flere blokker. Hver av dem har sin egen overføringsfunksjon. Men den totale overføringsfunksjonen for systemet er forholdet mellom overføringsfunksjonen for den endelige utdata og overføringsfunksjonen for systemets initielle inndata.

Denne systemets totale overføringsfunksjon kan oppnås ved å forenkle styringssystemet ved å kombinere disse individuelle blokkene, én etter én.

Teknikken for å kombinere disse blokkene refereres til som blokkskjema reduksjonsteknikk.

For å implementere denne teknikken vellykket, må noen regler for blokkskjema reduksjon følges.

La oss diskutere disse reglene, én etter én, for reduksjon av kontrollsystem blokkskjema. Hvis du ønsker å studere kontrollsystemer, sjekk ut våre kontrollsystem MCQs.

Hvis overføringsfunksjonen for inndata i et styringssystem er R(s) og den tilsvarende utdataen er C(s), og den totale overføringsfunksjonen for styringssystemet er G(s), så kan styringssystemet representeres som:

Avtakspunkt i et styringssystems blokkskjema

Når vi trenger å bruke ett eller samme inndata til mer enn en blokk, bruker vi det som kalles avtakspunkt.

Dette punktet er der inndata har mer enn en vei å propageres. Merk at inndata ikke blir delt på et punkt.

Men i stedet propagerer inndata gjennom alle veiene som er koblet til dette punktet uten å påvirke dens verdi.

Dermed kan de samme inndatasignalene brukes til mer enn ett system eller blokk ved å ha et avtakspunkt.

Et felles inndatasignal som representerer mer enn en blokk i et styringssystem, utføres ved et felles punkt, som vist nedenfor med punkt X.

Kaskadeblokker

Når flere systemer eller styringsblokker er koblet sammen i en kaskadeform, vil det totale systemets overføringsfunksjon være produktet av overføringsfunksjonene for alle individuelle blokker.

Her skal det også huskes at utdata fra en blokk vil ikke bli påvirket av tilstedeværelsen av andre blokker i det kaskadede systemet.

Nå, fra diagrammet, ser vi at,

Der G(s) er den totale overføringsfunksjonen for det kaskadede styringssystemet.

Summeringspunkter i et styringssystems blokkskjema

I stedet for å bruke et enkelt inndatasignal til forskjellige blokker, som i forrige tilfelle, kan det oppstå situasjoner der ulike inndatasignaler brukes til samme blokk.

Her er det resulterende inndatasignalet summen av alle inndatasignaler som brukes. Summen av inndatasignaler representeres av et punkt kalt summeringspunkt, som vist nedenfor med krysset sirkel.

Her er R(s), X(s) og Y(s) inndatasignalene. Det er nødvendig å angi den fine som angir inndatasignalet som kommer inn i et summeringspunkt i styringssystemets blokkskjema.