Структурная схема в первоначальном исполнении (например, схема на рисунке 1.2) представляет собой достаточно сложную для расчетов комбинацию звеньев направленного действия, сумматоров и связей между ними. Путем преобразований ее сводят к структурной схеме основной формы, показанной на рисунке 1.7 при .
рисунок 1.7
Основные правила преобразования
Правила сформулированы для различных схем соединения двух звеньев, передаточные функции которых – первого звена и – второго звена известны.
Правило 1. Передаточная функция последовательно соединенных звеньев (рисунок 1.8) равна произведению передаточных функций и отдельных звеньев:
. (1.26)
Рисунок 1.8
Например: и . Тогда , где .
Правило 2. Передаточная функция параллельно соединенных звеньев (рисунок 1.9) равна сумме передаточных функций и отдельных звеньев:
. (1.27)
Примечание: При решении практических задач сумму передаточных функций приводят к общему знаменателю с последующими алгебраическими преобразованиями.
Например: ; .
Тогда
,
где .
Правило 3. Передаточная функция W(s) встречно-параллельного соединения звеньев в виде замкнутого контура с отрицательной обратной связью (рисунок 1.10) равна отношению передаточной функции W1(s) звена в прямой цепи контура к выражению, равному единица плюс произведение передаточных функций W1(s) и W2(s) прямой цепи и цепи обратной связи:
. (1.28)
Рисунок 1.9 Рисунок 1.10
Примечания:
а) если правая часть равенства (1.28) после алгебраических преобразований будет содержать множитель
, (1.29)
то при можно в (1.29) пренебречь постоянной времени и записать:
; (1.30)
б) при множитель (1.29) представляют в виде произведения двух сомножителей:
, (1.31)
где и вычисляют по формулам:
; (1.32)
. (1.33)
Например: ; ; Т1 = 0,12 с; Т2 = 0,04 с; K2 = 0,16.
Тогда .
обозначим: Находим с. Так как , то постоянной времени пренебрегаем. Получаем: .
Правило 4. При приведении ко входу контура возмущения , действующего внутри контура (рисунок 1.11), определяют эквивалентное возмущение на входе (рисунок 1.12), равное произведению на обратную передаточную функцию между изображениями переменных и при :
. (1.34)
Такой перенос внешнего возмущения позволяет структурную схему контура преобразовать к схеме простейшего вида.
Рисунок 1.11
Рисунок 1.12
Например в структурной схеме двигателя постоянного тока (рисунок 1.13) статическому моменту сопротивления нагрузки МСН(s) можно поставить в соответствие эквивалентное возмущение на входе схемы , отображающее напряжение троганья двигателя под нагрузкой,
. (1.35)
Рисунок 1.13
Тогда передаточная функция прямой цепи:
,
а передаточная функция двигателя как замкнутого контура
.
Так как , то в соответствии с (1.30) получим
.
Отметим, что в (1.35) постоянная времени 0,008 с < 0,04 с. Следовательно, пренебрегая постоянной времени 0,04 с в Wдв(s), можно пренебречь и постоянной времени 0,008 с в (1.35). Структурная схема (рисунок 1.13) принимает вид, показанный на рисунке 1.14.
Рисунок 1.14
Достарыңызбен бөлісу: |