2. Составление функциональной схемы сау
Для анализа свойств и поведения САУ целесообразно разделить ее элементы не по конструктивным, а по их функциональным признакам, и изображать систему в виде структурной схемы.
Структурная функциональная схема САУ – это графическое представление САУ в виде набора элементов, выделенных по функциональному признаку, с указанием связей между ними.
При построении структурной схемы САУ пользуются следующими обозначениями:
1
)
Отдельный
элемент изображается прямоугольником
с указанием входного и выходного
сигналов. Элемент структурной
схемы с выделенными входом и выходом
называется звеном.
Каждый элемент отличается от других математическим описанием, что отображается внутри его соответствующей передаточной функцией W(p).
П
ередаточная
функция
– это
отношение изображения выходного сигнала
звена или системы к изображению входного
в преобразовании Лапласа при нулевых
начальных условиях:
2) Связи между элементами и внешними воздействиями показывают в виде линий со стрелками, что отражает направление прохождения сигналов в системе.
3
)
Информационные сигналы в системе могут
складываться или вычитаться, что
изображается в схеме в виде специального
элемента – сумматора
X3 =
X1 ± X2.
Элемент сравнения, выполняющий функцию вычисления ошибки ε = g – y, может изображаться в виде сумматора с затемненным сектором, что означает инверсный вход.
4
)
Информационные сигналы могут дублироваться
и поступать на несколько элементов
структуры X1 = X2 = X3
Этот элемент называется узлом.
Теперь мы можем составить структурную функциональную схему исследуемой системы, выделив в ней в соответствии с заданием устройство управления W1(p), W2(p), силовой преобразователь СП Wсп(p), передаточные функции двигателя по управлению Wду(p) и возмущению Wдв(p), редуктор Wp(p), вентиль Wв(p) и бак (резервуар) с передаточными функциями по управлению Wбу(p) и возмущению Wбв(p). В цепях обратной связи показываем подключение датчиков контролируемых параметров. На рис.3 представлена обобщенная структурная схема системы, в которой отражены все 5 вариантов заданий, из которой каждый должен выбрать только свои элементы и построить структурную схему своего варианта. Схема для варианта 5 имеет особенности и будет представлена позже.
Далее каждый делает выводы о цели управления, об управляющих и возмущающих воздействиях для своего варианта.
Мн
Q2
Uзд ε Uд Ω α Q1 H
_ _
Рис. 3. Обобщенная структурная схема исследуемой системы