тау. ТАУ МУПЗ 28.04.21. Методические указания к практическим занятиям для студентов СанктПетербург 2021 у дк 681 011
 Скачать 0.66 Mb.
|
Практическое занятие № 3Преобразование структурных схемОсновные теоретические положенияЦель: закрепить полученные знания по преобразованию структурных схем САР и получить навыки в определении передаточных функций систем, представленных структурной схемой. Одним из способов графического описания системы является представление системы в виде структурной схемы. На структурной схеме все элементы системы представлены их передаточными функциями. Графически элементы изображаются в виде прямоугольников с обозначениями их передаточных функций. Входные и выходные сигналы элементов и всей системы изображаются стрелками с обозначениями сигналов. При анализе системы, заданной структурной схемой, обычно решается задача определения передаточной функции всей системы по передаточным функциям её элементов. Различают три основных типа соединения звеньев между собой: последовательное, параллельное и цепь с обратной связью.  Рис.3.1: а - последовательное соединение; б - параллельное соединение; в - цепь с обратной связью. При последовательном соединении передаточная функция всей цепи равна произведению передаточных функций звеньев (рис. 3.1а)  (3.1).При параллельном включении звеньев результирующая передаточная функция равна сумме передаточных функций звеньев (рис. 3.1б)  (3.2).Для цепи с обратной связью (рис.3.1в) передаточная функция всей цепи определяется формулой  (3.2).В последней формуле знак + относится к отрицательной обратной связи, а знак - к положительной. Возможны и такие соединения звеньев, которые нельзя отнести ни к одному из указанных типов соединений. Это так называемые, перекрещивающиеся связи. Пример таких связей показан на рис. 3.2  Рис.3.2 Схема с перекрещивающимися связями Для определения передаточной функции цепи, имеющей перекрещивающиеся связи, можно преобразовать структурную схему таким образом, чтобы перекрещивающихся связей не было, и вся схема представляла бы комбинацию типовых соединений. Для этого нужно перенести через звено (группу звеньев) по ходу сигнала, либо в обратном направлении узел или сумматор, с тем, чтобы избавиться от перекрещивания. При этом, чтобы свойства системы не изменились, вводится фиктивное звено.  Рис. 3.3 Структурная схема после преобразования Пример подобных преобразований показан на рис.3.3. Узел 1 (рис.3.2) перенесем через звено и введем фиктивное звено W6(P).  (3.3).В полученной схеме перекрещиваний нет. Для нахождения передаточной функции всей цепи можно использовать формулы для типовых схем соединения звеньев. Передаточная функция всей цепи равна  (3.3).При переносе узла либо сумматора следует придерживаться следующих рекомендаций: 1) Нужно переносить либо узел к узлу, либо сумматор к сумматору, обходя при этом некоторое звено. При этом вводится фиктивное звено с тем, чтобы свойства схемы не изменились. 2) Стоящие рядом два узла можно менять местами, не вводя при этом фиктивного звена. 3) Стоящие рядом два сумматора можно менять местами, не вводя при этом фиктивного звена. 4) Стоящие рядом узел и сумматор менять местами не рекомендуется. Методические указания по выполнению практического заданияИсследуемая автоматическая система регулирования режимом работы одного из тепловых объектов задана в виде структурной схемы, передаточных функций звеньев, входящих в систему, а также цифровых данных, характеризующих параметры каждого звена. Необходимо выполнить преобразование исходной структурной схемы и определить передаточную функцию автоматической системы регулирования.  Рис. 3.4 Варианты структурных схем На рис. 3.4 показаны несколько вариантов структурных схем, а в таблицах 2.1 и 2.2 приведены соответственно передаточные функции звеньев и их цифровые значения. В соответствии с указаниями преподавателя, студент выбирает для анализа одну из пяти представленных схем, и один из десяти комплектов передаточных звеньев. Таблица 2.1 Параметры звеньев  Таблица 2.2 Передаточные функции звеньев
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
