Sistem Kontrol - Reduksi Diagram Blok

Konsep yang dibahas pada bab sebelumnya sangat membantu untuk mengurangi (menyederhanakan) diagram blok.

Aturan Pengurangan Diagram Blok

Ikuti aturan berikut untuk menyederhanakan (mengurangi) diagram blok, yang memiliki banyak blok, menjumlahkan titik dan titik lepas landas.

Rule 1 - Periksa blok yang terhubung secara seri dan sederhanakan.
Rule 2 - Periksa blok yang terhubung secara paralel dan sederhanakan.
Rule 3 - Periksa blok yang terhubung dalam loop umpan balik dan sederhanakan.
Rule 4 - Jika ada kesulitan dengan titik lepas landas saat menyederhanakan, geser ke kanan.
Rule 5 - Jika ada kesulitan menjumlahkan titik saat menyederhanakan, geser ke kiri.
Rule 6 - Ulangi langkah di atas hingga Anda mendapatkan bentuk yang disederhanakan, yaitu blok tunggal.

Note - Fungsi transfer yang ada dalam blok tunggal ini adalah fungsi transfer dari diagram blok secara keseluruhan.

Contoh

Perhatikan diagram blok yang ditunjukkan pada gambar berikut. Mari kita sederhanakan (kurangi) diagram blok ini menggunakan aturan reduksi diagram blok.

Step 1- Gunakan Aturan 1 untuk blok $ G_1 $ dan $ G_2 $. Gunakan Aturan 2 untuk blok $ G_3 $ dan $ G_4 $. Diagram blok yang dimodifikasi ditunjukkan pada gambar berikut.

Step 2- Gunakan Aturan 3 untuk blok $ G_1G_2 $ dan $ H_1 $. Gunakan Aturan 4 untuk menggeser titik lepas landas setelah blok $ G_5 $. Diagram blok yang dimodifikasi ditunjukkan pada gambar berikut.

Step 3- Gunakan Aturan 1 untuk blok $ (G_3 + G_4) $ dan $ G_5 $. Diagram blok yang dimodifikasi ditunjukkan pada gambar berikut.

Step 4- Gunakan Aturan 3 untuk blok $ (G_3 + G_4) G_5 $ dan $ H_3 $. Diagram blok yang dimodifikasi ditunjukkan pada gambar berikut.

Step 5- Gunakan Aturan 1 untuk blok yang dihubungkan secara seri. Diagram blok yang dimodifikasi ditunjukkan pada gambar berikut.

Step 6- Gunakan Aturan 3 untuk blok yang terhubung dalam loop umpan balik. Diagram blok yang dimodifikasi ditunjukkan pada gambar berikut. Ini adalah diagram blok yang disederhanakan.

Oleh karena itu, fungsi transfer dari sistem tersebut adalah

$$ \ frac {Y (s)} {R (s)} = \ frac {G_1G_2G_5 ^ 2 (G_3 + G_4)} {(1 + G_1G_2H_1) \ lbrace 1+ (G_3 + G_4) G_5H_3 \ rbrace G_5-G_1G_2G_5 (G_3 + G_4) H_2} $$

Note - Ikuti langkah-langkah ini untuk menghitung fungsi transfer dari diagram blok yang memiliki banyak input.

Step 1 - Temukan fungsi transfer diagram blok dengan mempertimbangkan satu input pada satu waktu dan menjadikan input yang tersisa sebagai nol.
Step 2 - Ulangi langkah 1 untuk input yang tersisa.
Step 3 - Dapatkan fungsi transfer keseluruhan dengan menambahkan semua fungsi transfer tersebut.

Proses reduksi diagram blok membutuhkan lebih banyak waktu untuk sistem yang rumit. Karena, kita harus menggambar diagram blok (yang disederhanakan sebagian) setelah setiap langkah. Jadi, untuk mengatasi kekurangan ini, gunakan grafik aliran sinyal (representasi).

Pada dua bab berikutnya kita akan membahas tentang konsep-konsep yang berkaitan dengan grafik aliran sinyal, yaitu bagaimana merepresentasikan grafik aliran sinyal dari diagram blok yang diberikan dan penghitungan fungsi transfer hanya dengan menggunakan rumus penguatan tanpa melakukan proses reduksi.