Главная | Обратная связь

Виды и элементы структурных схем.

Структурная схема ( Структурная схема САУ, схема САУ )- это изображение системы регулирования в виде совокупности динамических звеньев с указанием связей между ними.

Структурная схема системы автоматического регулирования (САР) - это графическое изображение такой системы в виде совокупности частей, на которые её можно разделить по определённым признакам, и связей между частями с указанием направления передачи воздействий. Структурные схемысистем управления вообще строят по конструктивному, функциональному либо алгоритмическому принципу. В автоматическом регулировании используются преимущественно алгоритмические структурные схемы, полностью отображающие динамические свойства САР.

Основные виды структур с точки зрения топологии(рассмотрим для структур, состоящих из пяти элементов) :

а) Последовательная

 

 

б) Кольцевая

в) Радиальная

г) Древовидная

 

д) Полный граф

е) Несвязанная

 

Структурно – топологические характеристики:

· Связность структуры (определяем обрывы).

· Структурная избыточность (лишние связи), [R].

· Среднеквадратичное отклонение(показывает недоиспользованные воможности) , [ε²].

· Структурная компактность ( сумма всех минимальных путей между элементами), [d].

· Степень централизованности, ]γ]

· Наибольшая близость, [Q]

Из заданного описания элементов и непосредственных связей между ними получаем данные о свойствах системы и ее подсистем.

На структурной схеме изображают звенья САР (которым ставят в соответствие передаточные функции звеньев или операторы выполняемых ими нелинейных преобразований), связи и узлы (точки разветвления связей). Среди важнейших звеньев с элементарными алгоритмами различают: динамические (изменяющие входное воздействие во времени) - интегрирующие, дифференцирующие, временной задержки; формирующие (изменяющие масштаб и форму входного воздействия и т.п.) - пропорциональные, модуляционные, импульсные; арифметические - суммирующие, множительные и т.п.; логические (осуществляющие логические операции над входными величинами). Линейные динамические и масштабные звенья, а также преобразователи функциональные изображают на структурной схемепрямоугольниками, сумматор - кружком, разделённым на секторы (секторы, к которым подводятся вычитаемые, часто зачерняют), узел - жирной точкой на пересечении соответствующих связей (рис. 1). Передаточной функцией (ПФ) отдельного звена или САР в целом называется отношение изображенийих выходных и входных величин (при нулевых начальных условиях). ПФ полностью описывает динамические свойства систем них звеньев. Обычно её обозначают W (s)или W (p) либо просто W (s или р - аргумент преобразования Лапласа).

Основные элементы структурной схемы:

· Звенья

· Узловые точки

· Линии связи

Узловые точки делятся на 2 вида:

· Сумматоры(подходит сигнал)

· Узлы(разветвеление сигнала)

Рис. 1. Изображение элементов структурных схем: а — линейное звено; б — функциональный преобразователь; в — узел; г — сумматор; W(s) — передаточная функция; y, U, z — входные воздействия (сигналы); x — выходная величина (сигнал).