Визначення структурної схеми сак
Структурна схема САК – це умовне графічне зображення системи автоматичного керування, яке служить для її математичного опису. На структурній схемі САК зображають у вигляді з’єднаних між собою динамічних ланок.
Динамічна ланка – це умовно виділена частина системи автоматичного керування, яка виконує найпростіші перетворення сигналів.
Динамічна ланки відповідають певним перетворенням сигналів у системі. Ці перетворення описують як правило засобами математики, а саме передатною функцією динамічної ланки. Зображають динамічні ланки прямокутником, всередині якого записують передатну функцію. В якості динамічних ланок виступають умовно виділені частини системи, в яких здійснюються найбільш прості перетворення сигналів. Динамічні ланки з’єднують між собою стрілками, які відповідають напрямку передачі сигналу від однієї ланки до іншої. Динамічні ланки є ланками направленої дії.
Ланкою направленої дії - це ланка, яка передає сигнал тільки в одному напрямку з входу на вихід і її властивості не залежать від інших ланок, з якими вона з’єднана.
Ланка направленої дії це певна ідеалізація. Фактично немає таких ланок, щоб на них не впливали інші ланки. Наприклад, у розглянутій нами САК обертами двигуна постійного струму двигун впливає на роботу генератора і напруга на виході генератора Ug, приєднаного до двигуна Uд, дещо відрізняється від напруги холостого ходу генератора Ug. Але ми цим впливом нехтували і вважали Ug ≈ Uд. У випадках, коли впливом іншої ланки не можна нехтувати, реальну ланку можна подати у вигляді двох ланок направленої дії, з’єднаних зустрічно–паралельно, як це показано на рис.5.1.
Рис. 5.1 – Заміна однієї реальної ланки двома ланками направленої дії
Умовні позначення, прийняті для структурних схем, показані на рис 5.2. Це:
динамічна ланка – прямокутник, в середині якого записана Передатна функція;
сигнал, що передається від однієї ланки до іншої – стрілка з вказівкою напрямку передачі сигналу;
розгалуження сигналів – стрілка, що відгалужується від іншої стрілки;
злиття сигналів – суматор у вигляді кружка, поділеного на сектори, причому не зафарбованому сектору відповідає сигнал зі знаком “+”, а зафарбованому – зі знаком “-”.
Рис. 5.2 – Умовні позначення для на структурних схем
а – динамічна ланка; б – сигнал, що передається від однієї ланки до іншої; в –розгалуження сигналів; г – злиття сигналів (суматор)
Структурна схема сак обертами двигуна
Побудуємо структурну схему САК швидкістю обертання двигуна. Ця схема показана на рис. 5.3.
Рис. 5.3 – Структурна схема САК швидкістю обертання двигуна постійного струму з незалежним збудженням
У структурну схему САК входять такі блоки:
блок суматора, на який подають сигнали задаючої дії Uз і зворотного зв’язку Uзз від тахогенератора. Нижній сектор суматора зафарбований, що свідчить про те, що сигнал зворотного зв’язку віднімається від задаючого сигналу (деколи говорять, що сигнал подається проти фазі);
блок напівпровідникового підсилювача, його Передатна функція Kпп;
блок генератора, його Передатна функція
;блок двигуна з передаточною функцією
блок тахогенератора з передатною функцією Ктг;
додатково у схемі показано ще один суматор і блок, через який проходить сигнал збудження. Цей блок зумовлює проходження сигналу збурення. У розглянутій системі збуренням є навантаження на валу двигуна. Воно прикладається до валу двигуна.