ระบบควบคุม - การลดแผนภาพบล็อก

แนวคิดที่กล่าวถึงในบทที่แล้วมีประโยชน์ในการลด (ทำให้ง่าย) บล็อกไดอะแกรม

กฎการลดแผนภาพบล็อก

ปฏิบัติตามกฎเหล่านี้เพื่อลดความซับซ้อน (ลด) แผนภาพบล็อกซึ่งมีหลายบล็อกจุดสรุปและจุดเริ่มต้น

  • Rule 1 - ตรวจสอบบล็อกที่เชื่อมต่อเป็นชุดและทำให้ง่ายขึ้น

  • Rule 2 - ตรวจสอบบล็อกที่เชื่อมต่อแบบขนานและลดความซับซ้อน

  • Rule 3 - ตรวจสอบบล็อกที่เชื่อมต่อในลูปข้อเสนอแนะและลดความซับซ้อน

  • Rule 4 - หากจุดขึ้น - ลงมีปัญหาในขณะที่ลดความซับซ้อนให้เลื่อนไปทางขวา

  • Rule 5 - หากมีปัญหาในการสรุปจุดในขณะที่ทำให้ง่ายขึ้นให้เลื่อนไปทางซ้าย

  • Rule 6 - ทำซ้ำขั้นตอนข้างต้นจนกว่าคุณจะได้รูปแบบที่เรียบง่ายนั่นคือบล็อกเดียว

Note - ฟังก์ชันการถ่ายโอนที่มีอยู่ในบล็อกเดียวนี้คือฟังก์ชันการถ่ายโอนของแผนภาพบล็อกโดยรวม

ตัวอย่าง

พิจารณาแผนภาพบล็อกที่แสดงในรูปต่อไปนี้ ให้เราลดความซับซ้อน (ลด) แผนภาพบล็อกนี้โดยใช้กฎการลดแผนภาพบล็อก

Step 1- ใช้กฎ 1 สำหรับบล็อก $ G_1 $ และ $ G_2 $ ใช้กฎ 2 สำหรับบล็อก $ G_3 $ และ $ G_4 $ แผนภาพบล็อกที่แก้ไขจะแสดงในรูปต่อไปนี้

Step 2- ใช้กฎ 3 สำหรับบล็อก $ G_1G_2 $ และ $ H_1 $ ใช้กฎข้อ 4 สำหรับการเปลี่ยนจุดเริ่มต้นหลังจากบล็อก $ G_5 $ แผนภาพบล็อกที่แก้ไขจะแสดงในรูปต่อไปนี้

Step 3- ใช้กฎข้อ 1 สำหรับบล็อก $ (G_3 + G_4) $ และ $ G_5 $ แผนภาพบล็อกที่แก้ไขจะแสดงในรูปต่อไปนี้

Step 4- ใช้กฎ 3 สำหรับบล็อก $ (G_3 + G_4) G_5 $ และ $ H_3 $ แผนภาพบล็อกที่แก้ไขจะแสดงในรูปต่อไปนี้

Step 5- ใช้กฎข้อที่ 1 สำหรับบล็อกที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม แผนภาพบล็อกที่แก้ไขจะแสดงในรูปต่อไปนี้

Step 6- ใช้กฎข้อ 3 สำหรับบล็อกที่เชื่อมต่อในลูปข้อเสนอแนะ แผนภาพบล็อกที่แก้ไขจะแสดงในรูปต่อไปนี้ นี่คือแผนภาพบล็อกแบบง่าย

ดังนั้นฟังก์ชันการถ่ายโอนของระบบคือ

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

Note - ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อคำนวณฟังก์ชันการถ่ายโอนของแผนภาพบล็อกที่มีอินพุตหลายตัว

  • Step 1 - ค้นหาฟังก์ชันการถ่ายโอนของแผนภาพบล็อกโดยพิจารณาอินพุตทีละรายการและทำให้อินพุตที่เหลือเป็นศูนย์

  • Step 2 - ทำซ้ำขั้นตอนที่ 1 สำหรับอินพุตที่เหลือ

  • Step 3 - รับฟังก์ชั่นการถ่ายโอนโดยรวมโดยการเพิ่มฟังก์ชั่นการถ่ายโอนเหล่านั้นทั้งหมด

กระบวนการลดแผนภาพใช้เวลามากขึ้นสำหรับระบบที่ซับซ้อน เนื่องจากเราต้องวาดแผนภาพบล็อก (ทำให้ง่ายขึ้นบางส่วน) หลังจากแต่ละขั้นตอน ดังนั้นเพื่อเอาชนะข้อเสียนี้ให้ใช้กราฟการไหลของสัญญาณ (การแสดง)

ในสองบทถัดไปเราจะพูดถึงแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับกราฟการไหลของสัญญาณกล่าวคือวิธีแสดงกราฟการไหลของสัญญาณจากแผนภาพบล็อกที่กำหนดและการคำนวณฟังก์ชันการถ่ายโอนโดยใช้สูตรอัตราขยายโดยไม่ต้องดำเนินการลดขั้นตอนใด ๆ