该框图是代表一个控制系统以图表形式。换句话说,控制系统的实际表示是其框图。衍生整体并不总是方便的转换功能单一函数中复杂控制系统的影响。派对连接到系统的控制元件的传递函数更容易且更好。该转换功能然后,每个元素由块表示,然后它们与路径一起连接信号流量。为了简化复杂的控制系统,使用框图。控制系统的每个元素用块表示,块是该元素的传递函数的符号表示。完整的控制系统可以用所需数量的互连块表示。
在下图中,有两个元素转换功能G一(s)和g二(s)。哪里g一(s)是第一元素和g的传递函数二(s)是系统的第二个元素的传递函数。
除此之外,该图还示出了存在输出信号C的反馈路径,输出信号C被反馈并与输入R(S)进行比较,输入和输出之间的差异是 ,它充当致动信号或误差信号。
在图的每个块中,输出和输入通过传递函数与之相关。转移函数是:
其中C(s)是输出,R(s)是该特定块的输入。
复杂的控制系统由几个块组成。每个人都有自己的传递函数。但系统的整体传递函数是最终输出的传递函数与系统初始输入的传递函数的比率。通过将该单独的块组合,通过将控制系统逐一组合来简化控制系统,可以获得该系统的整体传递函数。
将这些块的组合技术称为框图减少技术。为了成功实现此技术,遵循一些规则的框图减少。让我们逐个讨论这些规则,以减少控制系统框图。如果您正在寻求做一些控制系统学习,请查看我们的控制系统MCQ。
如果控制系统输入的传递函数是R(s)并且相应的输出是C(s),并且控制系统的整体传递函数是g(s),则控制系统可以表示为:
起飞块图
当我们需要向多个块应用一个或相同的输入时,我们使用已知的内容起飞点。这一点是输入具有多于一个传播路径的位置。请注意,输入不会在一个点处划分,而是通过连接到该点的所有路径传播,而不会影响其值的输入传播。因此,通过具有起飞点,可以将相同的输入信号应用于多于一个系统或块。将公共输入信号的表示到一个以上的控制系统的块是通过一个公共点完成的,如下图所示用点X.
级联块
当以级联方式连接多个系统或控制块时,整个系统的传递函数将是所有单个块的传递函数的乘积。这里还记得任何块的输出都不会受级联系统中其他块的存在影响。
现在,从图表中看到了,
其中,g(s)是级联控制系统的整体传递函数。
框图的总结点
与之前情况一样,在与之前的情况下,而不是将单个输入信号应用于不同的块,而是可能存在不同的输入信号在同一块上应用不同的输入信号。这里,结果输入信号是所应用的所有输入信号的求和。输入信号的求和由称为求和点的点表示,该点由交叉圆圈中的图示。这里R(s),x(s)和y是输入信号。有必要指示精细指定输入信号输入求和点控制系统框图。
连续的求和点
具有两个以上输入的求和点可以分为两个或更多个连续的求和点,其中连续求和点的位置的更改不会影响信号的输出。换句话说 - 如果存在多于一个直接相关的求和点,那么它们可以容易地从其位置互换,而不会影响求和系统的最终输出。
平行块
当施加相同的输入信号时,将来自它们中的每一个的输出被添加到用于对系统的最终输出的求和点中添加,然后在系统的所有传递函数上将是所有单个块的转移函数的代数总和。
如果是C.一, C二和c三是带传递函数g的块的输出一, G二和G.三, 然后
移位点
如果将相同的信号应用于多于一个系统,则信号在系统中表示信号被称为截止点。原则移位点是,它可以移动块的任一侧,但是连接到脱离点的分支的最终输出必须是未改变的。起飞点可以移位块的两侧。
在上面的图中,取出点从位置A移位到B.在点B处的信号R将变为G(S)R(S)在B点。因此,转移函数G的另一个逆块(s)将被置于该路径中再次获得r(s)。
现在让我们检查起飞点的情况在块之后的块前移动。
这里输出是C(s),输入是r(s),因此
在这里,我们必须在路径上放置一个传输函数g(s),以便再次输出为C(s)。
转移求和点
让我们在块之后的块之前从一个位置检查汇总点的转换。有两个输入信号R(S)和±x(s)在位置A的求和点中进入。求和点的输出是R(s)±x(s)。所得到的信号是输入控制系统转移函数g(s)块的输入,并且系统的最终输出是
因此,可以用输入信号R(s)g(s)和±x(s)重新绘制求和点
在上面的控制系统输出图中,可以将其重写为
上述等式可以由转移函数G块表示,并再次表示R(s)±x(s)/ g(s)可以表示的r(s)±x(s)/ g(s)具有输入信号R(s)和±x(s)/ g(s)的求和点,最后可以如下绘制。
闭环控制系统框图
在一个闭环控制系统,一部分输出被反馈并添加到系统的输入中。如果h(s)是反馈路径的传递函数,则反馈信号的传递函数将是b(s)= c(s)h(s)。在求和点时,将将输入信号R添加到B(s)并产生系统的实际输入信号或误差信号,并且它由e表示。