. СПОСОБИ З’ЄДНАННЯ ТИПОВИХ ЛАНОК В СИСТЕМУ
В САУ ланки можуть бути з’єднані в самих різних сполученнях. Проте будь-яку складну систему можна подати як сукупність трьох видів сполучення ланок: послідовного, паралельного погодженого і паралельного зустрічного.
Передаточна функція системи послідовно сполучених ланок (рис. 1.21) дорівнює добутку передаточних функцій цих ланок. При послідовному з’єднанні ланок вихідна величина першої ланки буде являтися вхідною для другої, вихідна величина другої ланки — вхідною для третьої і т. д.
w,(p) = —; W2 = —; W„(p) =
Xq x1 xn
Передаточна функція всієї ділянки ланцюга може бути знайдена шляхом виключення проміжних змінних величин і записана у вигляді добутку
w.(p) = — = W1(p)- W2(p) — wn (p),
xn
або, в загальному вигляді
-п = W(p) = fjwi(p). (1.29)
і-1
При паралельному з’єднанні ланок направленої дії вхідна величина системи одночасно подається на вході всіх ланок, а її вихідна величина дорівнює сумі вихідних величин окремих ланок.
Рис. 1.22. Схема паралельного погодженого сполучення ланок |
Для приведеної на рис. 1.22 схеми справедливо рівняння
^вих " вих1 ^вих2 ^вихЗ ■ 0 -30)
Зображення вихідних величин ланок через передаточні функції запишуться у вигляді
х<ші(Р) = Щ(Р)хт1(р);
m2(P) = W2(p)xm2(p); (1.31)
x.u*3(P) = W3(p)xex3(p).
Так як
Хе*і(Р) = Х. х2(Р) = Хтз(Р). (132)
Х, их(Р) = [ЩР) + ЩР) + Щ(Р)Хвх(р). (1.33)
В цьому випадку передаточна функція системи запишеться у вигляді
X (D) ,=л
, =Wl(p) + W2(p) + W3(p) = Xwi(P)- <134)
Хвх ( Р) І=1
тобто, при паралельному погодженому сполученні ланок передаточна функція буде дорівнювати алгебраїчній сумі передаточних функцій окремих ланок, що входять в систему.
Паралельним зустрічним сполученням ланок називається таке сполучення, при якому вихідний сигнал першої ланки подається на вхід другої, а вихідний сигнал другої — на вхід першої після порівняння з відповідним знаком вхідного сигналу.
Рис. 1.23. Схема паралельного зустрічного з’єднання ланок |
Для приведеної на рис. 1.23 замкнутої схеми САУ з зворотнім негативним (від’ємним) зв’язком маємо
(P) = [xeJp)-x33(p)]-H( р);
*зз(Р) = x. u*(P)Z(P);
*««(Р) = х. ЛР)-Н(Р)~ х, т(p)Z(р)Н(р); (1.35)
*SJP)_ Н(р) _ Н(р)
xjp) UH(p)Z(p)
де W(p) — передаточна функція розімкнутої системи.
Таким чином, передаточна функція замкнутої САУ дорівнює відношенню передаточної функції прямого ланцюга до збільшеної на одиницю передаточної функції розімкнутої системи.
Для САУ з позитивним зворотнім зв’язком загальна передаточна функція має вид
х.„(Р)__Н(Р)_
х„(р) 1-W(p) ( ‘
Розглянемо приклад складання і перетворення передаточної функції САУ,
Для приведеної на рис. 1.24 САУ передаточні функції мають вид: — першої ланки
— третьої ланки
ланки місцевого зворотнього зв’язку
Для складання передаточної функції замкнутої системи необхідно спочатку знайти передаточну функцію разімкнутої системи W(p). Для цього умовно розіб’ємо структурну схему всієї системи на групи в відповідності з основними випадками з’єднання ланок. Першою такою групою буде з’єднання ланок з передаточними функціями Wy(p) і W.(p). Об’єднавши їх, отримаємо
Після такого перетворення структурна схема прийме вид, представлений на рис.
/
У другу групу ланок направленої дії можна виділити з’єднання W(р) і Z3(p). Після перетворення отримаємо
Перетворена схема прийме вигляд представлений на рис. 1.26.
Передаточну функцію розімкнутої системи отримаємо після перетворення ланок W,(p) і Wb(p), рис. 1.27. Вона буде мати вигляд
ні її
W (р) — W (p)-wb(p). (1-44)
Виконавши останнє перетворення, отримаємо схему (рис. 1.28) загальної передаточної функції САУ. Вона буде мати вигляд