Задорожная Н.М., Дудоладов В.А. - Методические указания к ДЗ по курсам Управление в технических системах и Основы теории управления, страница 2

Основной структурный элемент имеет вид прямоугольного блока (рис. 1). Внутри блока записывают динамическую характеристику элемента (например, его передаточную функцию).Рис. 12. Элемент сравнения может быть суммирующим (рис. 2, а) ивычитающим (рис. 2, б).абРис. 23. Элемент связи имеет вид стрелки, указывающей направление сигнала (рис.

3).7Рис. 3Связи классифицируются:• по направлению — на прямые (рис. 4, а) и обратные (рис. 4, б);абРис. 4• по знаку — на положительные (рис. 5, а) и отрицательные(рис. 5, б).абРис. 5Обратные связи разделяют также по динамическим характеристикам: на жесткую (рис. 6, а) и гибкую (рис. 6, б).абРис. 64. Точка разветвления показана на рис. 7.Рис.

78ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПРЕОБРАЗОВАНИЯСТРУКТУРНЫХ СХЕМ1. Преобразование последовательного соединения звеньев водно звено показано на рис. 8. Передаточная функция полученногозвена имеет видW(s) = W1(s) W2(s) W3(s) ... Wn(s).Рис. 82. Преобразование согласно-параллельного соединения звеньевв одно звено осуществляется в соответствии со схемами, показанными на рис. 9. При этом передаточная функция полученного звена имеет видW(s) = W1(s) + W2(s) + W3(s) + ...+ Wn(s).Рис.

93. Контур с жесткой обратной связью преобразуется согласносхемам, приведенным на рис. 10.Рис. 1094. Контур с гибкой обратной связью преобразуется в соответствии со схемами, показанными на рис. 11.Рис. 115. Перестановка узла суммирования через звено против ходасигнала осуществляется следующим образом (рис. 12).Рис. 126. Перестановка узла суммирования через звено по ходу сигнала выполняется, как показано на рис.

13.Рис. 137. Перестановка точки разветвления через звено против ходасигнала реализуется в соответствии со схемами, показанными нарис. 14.10Рис. 148. Перестановка точки разветвления через звено по ходу сигнала соответствует рис. 15.Рис. 159. Перестановка точек разветвления показана на рис. 16.Рис. 1610. Перестановка узла разветвления через узел суммированияосуществляется, как показано на рис. 17.Рис.

1711. Перестановка сравнивающих устройств осуществляется согласно схемам, показанным на рис. 18.11Рис. 18ПРИМЕР ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫРассмотрим многоконтурную САУ, показанную на рис. 19.Требуется упростить структурную схему и определить ее передаточную функцию.Рис.

19Свертывание схемы можно начинать, выполнив предварительно перенос таких элементов схемы, как сумматор или узел, череззвено в сторону совмещения их с одноименными элементами (узелс узлом или сумматор с сумматором). Перенесем первый сумматорчерез звено W1(s) по ходу сигнала (рис. 20).Рис. 20Мы получили многоконтурную схему с отрицательными неперекрестными связями. Далее свертывание следует вести, начиная свнутреннего контура обратной связи (рис. 21).12Рис. 21Таким образом, мы получили свернутую передаточную функцию данной схемы и, кроме того, установили правило, что передаточная функция многоконтурной схемы с отрицательными неперекрестными обратными связями равна передаточной функциипрямого тракта, деленной на единицу плюс сумма передаточныхфункций всех разомкнутых контуров.ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯЗадача 1.

Определить передаточную функцию САУ, преобразовав ее структурную схему (рис. 22).13Рис. 22Задача 2. Определить передаточную функцию САУ, преобразовав ее структурную схему (рис. 23).Рис. 23Задача 3. Определить передаточную функцию САУ, преобразовав ее структурную схему (рис.

24).Рис. 2414ЗАКЛЮЧЕНИЕШироко применяемые в теории автоматического регулирования структурные схемы представляют собой условное графическое изображение дифференциальных уравнений. Поскольку разбивка основного дифференциального уравнения системы наэлементарные уравнения более низких порядков может бытьпроведена неоднозначно, то и структурная схема системы получается неоднозначной. Таким образом, можно составить множество различных структурных схем, соответствующих одному итому же дифференциальному уравнению. Пользуясь приведенными выше правилами, каждую из этих структурных схем можнопреобразовать в другую.

Подобные преобразования широко применяются для упрощения структурных схем сложных элементов,объектов и систем.15ЛИТЕРАТУРААндрющенко В.А. Теория систем автоматического управления: Учеб.пособие. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1990.Воронов А.А. Теория систем автоматического управления: Линейныесистемы. М.; Л.: Энергия, 1989.Задачник по теории автоматического управления / Под ред. А.С. Шаталова. М.: Энергия, 1971.Куропаткин П.В. Теория автоматического управления: Учеб.

пособие. М.: Высш. шк., 1973.Методы теории автоматического управления: Учеб.: В 5 т. / Под ред.К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / Под ред. В.А. Бесекерского. М.: Наука, 1969.Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Теория автоматического управления техническими системами. М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 1993.Топчеев Ю.И.

Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учеб. пособие для втузов. М.: Машиностроение, 1989.Топчеев Ю.И., Цыпляков А.И. Задачник по теории автоматическогорегулирования. М.: Машиностроение, 1977.ОГЛАВЛЕНИЕВведение......................................................................................................3Структурные схемы систем автоматического регулированияи управления ...........................................................................................6Обозначения, применяемые в структурных схемах ...................................7Основные правила преобразования структурных схем.............................9Пример преобразования структурной схемы ...........................................12Задачи для самостоятельного решения ....................................................13Заключение ...............................................................................................15Литература ................................................................................................1616.