Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Advanced control engineering (S.R. Burns, 2001)

.pdf
Скачиваний:
158
Добавлен:
12.08.2013
Размер:
2.71 Mб
Скачать

Transformation

Equation

 

Block diagram

Equivalent block diagram

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Combining

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

blocks in

Y =(G1G2)X

 

 

 

 

 

G1

 

 

 

 

 

G2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1G2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cascade

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Combining

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

blocks in

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

parallel; or

Y = G1X G2X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1G2

 

 

 

eliminating a

 

 

 

X

 

 

G1

+

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

forward loop

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Removing a

 

 

 

 

 

 

 

G2

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

G1

 

+

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

block from

Y = G

X +G X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G2

 

 

 

G2

 

 

 

 

 

 

 

a forward

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

path

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Eliminating

Y = G (X + G Y )

X +

Y

X

G1

Y

a feedback

1

2

G1

.

1

+

 

loop

 

 

 

 

 

 

G1G2

 

 

 

 

+

 

 

 

 

5. Removing a

 

 

 

 

 

 

 

X

1 +

 

Y

block from

Y = G1(X

+

 

G

2

 

 

G1G2

a feedback

G2Y)

 

 

 

 

 

G2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

loop

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

6. Rearranging

 

W

+

 

+

 

 

W

+

+

 

+

 

 

 

 

 

 

 

summing

+

 

+

 

+

Z

 

+

+

 

Z = W X Y

 

 

Y

Z

points

 

X

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Moving a

 

X

 

 

+

 

Z

X +

 

G

Z

summing

 

 

G

 

+

 

 

Z = GX +Y

 

 

+

 

 

 

 

point ahead

 

 

 

 

 

1

 

 

of a block

 

 

 

 

 

Y

 

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Moving a

 

X +

 

 

 

 

Z

X

G

+

 

summing

 

 

 

G

 

 

+

Z

point

+

 

+

 

 

 

 

Z = G(X Y)

 

 

 

 

 

 

 

beyond

 

Y

 

 

 

 

Y

G

 

 

a block

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Moving a

X

Y

X

G

take-off

Y = GX

G

 

Y

point ahead

Y

 

 

of a block

Y

 

 

G

10. Moving a

 

X

 

 

 

Y

X

 

 

 

 

G

. Y

 

G

 

 

 

 

take-off

Y = GX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

point beyond

 

X

 

 

 

 

 

X

 

1

 

 

 

 

 

 

a block

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

$

 

 

$

 

 

 

 

 

 

 

 

$

# #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# # #

 

 

 

 

$

 

 

 

 

 

 

# # #

X

 

G

+

Z

X +

G

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

Ahead

 

H3

 

Beyond

 

 

 

 

 

 

 

R(s) +

 

+

+

 

 

C(s)

 

 

G3

G4

 

G1

 

G2

 

 

 

 

 

 

 

H1 H2

 

 

 

 

 

1

H3

1

 

G1

G4

 

 

R(s)

+ –

+

C(s)

 

G1G2

 

G3G4

 

 

 

 

H1

H2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3

 

 

 

 

G1G4

 

R(s)

+ –

G1G2

G3G4

C(s)

 

 

1 + G1G2H1

1 + G3G4H2

 

$ #

 

 

 

 

 

#

 

 

$

 

 

 

 

 

 

 

# #

$

# #

$

#

 

 

 

 

 

$

 

#

 

 

#

 

 

 

 

 

R1(s) +

+

C(s)

G1

 

G2

 

 

 

H2

H1

 

+

 

 

 

 

+

 

 

R2(s)

R1(s) +

G1G2

C(s)

1 + G2H2

+

H1

+

R2(s)

R1(s) +

G1G2

C I(s)

1 + G2H2

 

H1

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2(s) +

 

C II(s)

H1

–1

G1G2

1 + G2H2

+

 

 

 

$

# #

 

 

$ #

 

 

 

 

 

 

$

 

 

# #

 

 

$

 

ef(t)

if(t)

Rf; Lf

(a) Physical Arrangement

Rf

if(t)

ef(t)

Lf

(b)Schematic Diagram

Field coil

θ(t)

ω(t)

ia(t)

Armature winding Ra; La

ea(t)

Ra La

ia(t)

ea(t)

θ(t), ω(t)

$

 

Ra

La

 

 

ia(t)

Tm

θ(t) ω(t)

ea(t)

eb(t)

if

ef

$ $

$ $ $ $

$ $ $

$ $

 

 

$

 

 

 

$

 

 

 

$

 

$

 

$

 

 

 

$

 

#

 

 

 

$ #

 

$

Ea(s)

+

1

Ia(s)

Tm(s)

 

 

Las + Ra

 

Ka

 

 

 

 

 

 

 

 

Eb(s)

ω(s)

Kb

$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

$

 

 

 

$

 

$ #

$ #

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tm(t)

 

 

 

 

 

 

(Nm)_

 

 

 

 

 

 

 

Increasing ea(t)

 

 

 

 

 

 

 

ω(t) (rad/s)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ef(s)

1

If(s)

Tm(s)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lfs + Rf

Kr

 

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

 

 

 

Tm(t)

Tm(t)

Increasing ef(t)

(Nm)

(Nm)

 

 

 

 

Kf

 

 

Rf

 

ef(t) (V)

ω(t) (rad/s)

(a)

(b)

Pe = 0

Ps

Pe = 0

Xv, xv

Q2

 

Q1

 

 

Xo, xo

P2 V2

A

A P1 V1

 

 

m

(2)

 

(1)

 

 

Qleak

$ $

#