1. Структурные схемы и их преобразование. Параллельное соединение звеньев.

Структурная схема САУ в простейшем случае строится из элементарных динамических звеньев. Но несколько элементарных звеньев могут быть заменены одним звеном со сложной передаточной функцией. Для этого существуют правила эквивалентного преобразования структурных схем.  

1. Последовательное соединение (рис.28) - выходная величина предшествующего звена подается на вход последующего.

2. Параллельно - согласное соединение (рис.29) - на вход каждого звена подается один и тот же сигнал, а выходные сигналы складываются.

3. Параллельно - встречное соединение (рис. 30а) - звено охвачено положительной или отрицательной обратной связью.

4. При переносе сумматора через звено по ходу сигнала необходимо добавить звено с передаточной функцией того звена, через которое переносится сумматор. Если сумматор переносится против хода сигнала, то добавляется звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции звена, через которое переносим сумматор.

 5. При переносе узла через звено по ходу сигнала добавляется звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции звена, через которое переносим узел. Если узел переносится против хода сигнала, то добавляется звено с передаточной функцией звена, через которое переносится узел.

6. Взаимные перестановки узлов и сумматоров: узлы можно менять местами ; сумматоры тоже можно менять местами, но при переносе узла через сумматор необходимо добавить сравнивающий элемент.

П араллельно - согласное соединение (рис.29) - на вход каждого звена подается один и тот же сигнал, а выходные сигналы складываются. Тогда: y = y₁ + y₂ + ... + y_n = (W₁ +W₂ + ... + W3)y_o = W_экв y_o, где  .

То есть цепочка звеньев, соединенных параллельно - согласно, преобразуется в звено с передаточной функцией, равной сумме передаточных функций отдельных звеньев.

2. Типовые звенья. Безинерционное звено.

В курсе ТАУ изучаются следующие типы звеньев:

1. Пропорциональное звено;

2. Интегрирующее звено;

3. Дифференцирующее звено;

4. Апериодическое звено 1-го порядка;

5. Реальное дифференцирующее звено;

6. Форсирующее звено 1-го порядка;

7. Колебательное звено;

8. Апериодическое звено 2-го порядка;

9. Звено чистого запаздывания.

Безынерционное (пропорциональное, усилительное) звено описывается уравнением

y=kx, где k — коэффициент усиления звена. Это звено является простейшим и передает сигнал со входа на выход мгновенно, не изменяя его форму. Звено может только усиливать или ослаблять значение входной величины. Зависимость между входной величиной x(t) и выходной величиной 

y(t) описывается алгебраическим уравнением

y(t) = k x(t)

Передаточная функция: W(p) = k.

Переходная характеристика: h(t) = k 1(t).

Предполагается, что передача сигнала от входа к выходу происходит мгновенно, без инерции. Очевидно, что передаточная функция звена имеет вид

поэтому АФХ звена стянулась в точку (k,j0) (рис. 4-2,а). Импульсная характеристика, находимая при подстановке , равна , а переходная функция (рис. 4-2,6).

Рис 4-2 Динамические характеристики безынерционных звеньев

Билет 16