Способы преобразования структурных схем

Способы соединения звеньев системы.

При исследовании САУ её можно разбить на комбинацию динамических звеньев с определёнными передаточными функциями.

В системах автоматического управления используются следующие соединения динамических звеньев: последовательное, параллельное и соединение с обратной связью (встречнопараллельное).

При определении скаляр­ных функций сложных систем их можно выражать через передаточные функции звеньев, из которых состоит си­стема. Для этого необходимо знать правила определения пере­даточных функций последовательных и параллельных соедине­ний, а также соединений с обратной связью.

При последовательном соединении звеньев структура анало­гична изображенной на рис. 1.4, а, только теперь сигналы и пе­редаточные функции являются скалярами:

W (s) = Y₂ (s)/t/, (s) = W_{ (s) W₂ (s) = W₂ (s) W_x (s).

При параллельном соединении (рис. 1.4,6)

W(s) = Y (s)/t/, (s) = W, (s) + W₂ (s).

Для соединения с обратной связью (рис. 1.4, в)

W (s) = У, (s)/G (s) = W_x (s)/\ 1 ± Wi (s) W₂ (s)].

Знак плюс в знаменателе соответствует отрицательной обрат­ной связи, знак минус — положительной.

Один из способов определения передаточных функций системы состоит в сле­дующем: сложное соединение с помощью структурных преоб­разований приводят к одной из рассмотренных простейших схем и затем вычисляют общую передаточную функцию.

В большинстве случаев САУ можно привести к последовательному соединению типовых звеньев, образующих замкнутую цепь. Такие САУ называются одноконтурными. Другие САУ приводятся к комбинации последовательно и параллельно соединённых звеньев и называются многоконтурными.

Правила эквивалентных структурных преобразований. Исследование автоматических систем по одноконтурным схемам проще, чем по многоконтурным. Поэтому многоконтурные схемы преобразуются к одноконтурным. Преобразование схем связано с заменой отдельных блоков более простыми, перестановкой узлов и сумматоров через звенья по ходу и против хода сигналов, с их взаимной перестановкой. Однако при любых преобразованиях структурных схем свойств систем должны сохраняться.

Рассмотрим пример преобразования структурной схемы САУ, в которой устраняются перекрещивающиеся прямые и обратные связи (рис. 2.13, а).

Преобразование начинается с переноса назад входа нижней параллельной ветви и переноса вперед выхода ветви обратной связи (рис. 2.13, Г, Далее объединяются в одно звено цепи, параллельные звеньям №i(p), W₂{p W₃(p), W_A(p), и в другое звено —ветвь звена №₅(р) с цепью обратной связи. После этого может быть написано выражение общей передаточной функции САУ, приведенной к одному эквивалентному звену (рис. 2.13, в).

Дата добавления: 2014-11-18