СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ И СИГНАЛЬНЫЕ ГРАФЫ

Линейные системы автоматического управления описываются системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Использование преобразования Лапласа сводит задачу решения дифференциальных уравнений к решению системы линейных алгебраических уравнений. Поскольку в системах управления путём изменения одних переменных производится целенаправленное воздействие на другие переменные, то необходимо установить связь между этими переменными. Эта связь и устанавливается в виде передаточной функции, т.е.

X_ВЫХ (р) = W(p) X_ВХ (р). (*)

При этом необходимо помнить, что передаточная функция существует только для линейных стационарных (с постоянными параметрами) систем. В нестационарных системах один или несколько параметров зависят от времени, поэтому преобразованием Лапласа воспользоваться нельзя. Передаточная функция описывает поведение системы в терминах вход – выход и не несёт никакой информации о внутренних переменных и характере их изменения (рис. 5.1). Эта особенность позволяет изображать причинно-следственную связь между переменными в наглядной схематической форме – в виде структурной схемы.

Х_ВХ (р) Х_ВЫХ (р)

W (p)

Рис. 5.1

Структурные схемы состоят из блоков (звеньев) направленного действия, каждому из которых соответствует определённая передаточная функция. Это один из способов графического представления соотношения (*). Пользуясь определёнными правилами, структурную схему можно упростить и свести к одноконтурной.