Передавальні функції типових з'єднань елементів САУ

Структурна схема САУ в простому випадку будується з елементарних динамічних ланок. Але декілька елементарних ланок можуть бути замінені однією ланкою з складною передавальною функцією. Для цього існують правила еквівалентного перетворення структурних схем. Розглянемо можливі способи перетворень.

X

X

1. Послідовне з'єднання - вихідна величина попередньої ланки подається на вхід подальшої.

………………………………………

……………………………………….

- еквівалентна АФЧХ послідовного з'єднання елементів дорівнює перемноженню АФЧХ ланок:

- еквівалентна АЧХ послідовного з'єднання елементів дорівнює перемноженню АЧХ ланок:

- еквівалентна ФЧХ послідовного з'єднання елементів дорівнює сумі ФЧХ ланок:

- еквівалентна ЛАЧХ послідовного з'єднання елементів дорівнює сумі ЛАЧХ окремих елементів:

L(ω) = L₁(ω) + L₂(ω) +... + L_n(ω)

2. Паралельне з'єднання - на вхід кожної ланки подається один і той же сигнал, а вихідні сигнали підсумовуються з відповідним знаком.

X

………………………………………...

………………………………………..

Передавальна функція паралельного з'єднання ланок дорівнює сумі передавальних функцій окремих ланок:

- еквівалентна АФЧХ паралельного з'єднання елементів дорівнює сумі АФЧХ ланок:

- еквівалентна ВЧХ паралельного з'єднання елементів дорівнює сумі ВЧХ ланок:

- еквівалентна МЧХ паралельного з'єднання елементів дорівнює сумі МЧХ ланок:

- перехідна функція паралельного з'єднання ланок дорівнює сумі перехідних функцій окремих ланок:

h(t) = h₁(t) + h₂(t) +...+ h_n(t)

3. Зустрічно-паралельне з'єднання (з'єднання із зворотним зв'язком) - це з'єднання, при якому вихідний сигнал 1-го елементу поступає на вхід 2-го елементу, а вихідний сигнал 2-го елементу підсумовується з відповідним знаком з вхідним сигналом.

Для прямого ланцюга:

Для ланцюга зворотного зв'язку:

Для суматора:

X

- при ПЗЗ

- при НЗЗ

Окремий випадок - з'єднання з одиничним зворотнім зв'язком:

- при ПЗЗ - при НЗЗ

Правила перетворення структурних схем.

Бувають випадки, коли з'єднання ланок складне: і не паралельне, і не послідовне. Таке може бути в багатоконтурних схемах із зв'язками, що перехрещуються. В цьому випадку, для спрощення схем, переносять через ланки вузли розгалуження або суматори.

- можливі взаємні перестановки вузлів і суматорів: вузли можна міняти місцями; - суматори теж можна міняти місцями; - при перенесенні вузла через суматор необхідно додати зрівнюючий елемент: y = y₁ + f₁ = > y₁ = y - f₁ або суматор: y = y₁ + f₁

- при перенесенні суматора через ланку по ходу сигналу необхідно додати ланку з передавальною функцією тієї ланки, через яку переноситься суматор. Якщо суматор переноситься проти ходу сигналу, то додається ланка з передавальною функцією, зворотною до передавальної функції ланки, через яку переносимо суматор.

Так з виходу системи на рис.а знімається сигнал

y₂ = (f + y_oW₁)W₂.

Такий же сигнал повинен зніматися з виходів систем на рис.б:

y₂ = fW₂ + y_oW₁W₂ = (f + y_oW₁)W₂,

та на рис.в:

y₂ = (f(1/W₁) + y_o)W₁W₂ = (f + y_oW₁)W₂.

При подібних перетвореннях можуть виникати нееквівалентні ділянки лінії зв'язку (на рисунках вони заштриховані).

- при перенесенні вузла через ланку по ходу сигналу додається ланка з передавальною функцією, що є зворотною до передавальної функції ланки, через яку переносимо вузол (рис.в). Якщо вузол переноситься проти ходу сигналу, то додається ланка з передавальною функцією ланки, через яку переноситься вузол (рис.в).

Так з виходу системи на рис.а знімається сигнал

y₁ = y_oW₁.

Такий же сигнал знімається з виходів рис.б:

y₁ = y_oW₁W₂/W₂ = y_oW₁

та рис.в:

y₁ = y_oW₁.

Дата добавления: 2014-01-07