Лекция 6. Структурные схемы САУ

Одним из инструментов моделирования САУ являются графические модели, построенные на основании функциональных схем, математических и компьютерных моделей, представленные в виде структурных схем. Структурной схемой называется графическая модель САУ показывающая из каких динамических звеньев состоит система и как они соединены между собой.

Элементы структурных схем обычно имеют обозначения, приведенные в табл. 6.1.

Элементы структурных схем

Таблица 6.1

№ п/п	Наименование элементов	Обозначение элементов на структурных схемах
	Линия передачи сигналов
	Динамическое звено
	Динамическое звено с 2-мя входами и одним выходом
	Узел или разветвление (в местах разветвления сигналы не делятся)
	Сумматор сигналов
	Устройство сравнения сигналов

В реальных промышленных САУ соединение элементов между собой может быть довольно сложным. Однако любую сложную схему можно разбить на отдельные блоки с одним из трех типовых соединений: последовательным, параллельно-согласованным или параллельно-встречным. Рассмотрим эти соединения

6.1. Последовательное соединение звеньев

Схема последовательного соединения звеньев представлена на рис. 6.1. При последовательном соединении звеньев входом каждого последующее звена является выход предыдущего звена.

Рис.6.1. Последовательное соединенье звеньев

Выходной сигнал каждого из звеньев в последовательной цепи можно выразить через его ПФ:

Y₁(s) = W₁(s)U₁(s); Y₂(s) =W₂ (s)Y₁(S); Y₂(s)=W₁(s)W₂(s)U₁(s). (6.1)

Отсюда следует, что последовательно соединенные звенья можно заменить одним эквивалентным звеном с передаточной функцией равной произведению передаточных функций составных звеньев, т. е.

W(s)=W₁(s)W₂(s). (6.2)

Преобразования, проведенные в 6.1 можно произвести для любого n-го числа последовательно соединенных звеньев, тогда получим, что передаточная функция эквивалентного звена равна

. (6.3)