Giáo trình kỹ thuật điều khiển 4

Việc sử dụng sơ đồ khối cho phép chúng ta hình dung được các khả năng sửa đổi sơ đồ khối bằng cách thêm các khối vào sơ đồ đang có nhằm làm thay đổi và tăng hiệu suất của hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật điều khiển 4và các biến vào của hệ thống. Hơn nữa, việc sử dụng sơ đồ khối cho phép chúngta hình dung được các khả năng sửa đổi sơ đồ khối bằng cách thêm các khối vàosơ đồ đang có nhằm làm thay đổi và tăng hiệu suất của hệ thống. H2/G4 − + + + G4 G1 G2 G3 R(s) C(s) − + H1 H3 (a) H2/G4 − G3G4 + + G1 G2 1 − G3G4 H1 R(s) C(s) − H3 (b) G2G3G4 + G1 R(s) C(s) 1 − G3G4 H1 + G2G3 H 2 − H3 (c) G1G2G3G4 R(s) C(s) 1 − G3G4 H1 + G2G3 H 2 + G1G2G3G4 H 3 (d) Hình 2.16(a) − (d). Các bước rút gọn sơ đồ khối của hệ thống điều khiển phản hồi nhiều vòng trong Hình 2.152.7. Mô hình lưu đồ tín hiệuCác mô hình sơ đồ khối đủ để biểu diễn các mối quan hệ giữa các biến cần điềukhiển và các biến vào của hệ thống. Tuy nhiên, với các hệ thống tương đối phứctạp, việc thực hiện thủ tục rút gọn sơ đồ khối khá là rắc rối và thường rất khóhoàn thành trọn vẹn. Một lựa chọn khác cho việc xác định mối quan hệ giữa các 34biến của hệ thống là phương pháp biểu diễn hệ thống bằng đồ thị, được phát triểnbởi Mason và được gọi là phương pháp lưu đồ tín hiệu. Điểm mạnh của phươngpháp này là ở công thức tính gia lượng (gain) của lưu đồ, cho phép xác định quanhệ giữa các biến hệ thống mà không cần tới việc rút gọn hay biến đổi lưu đồ. Việc chuyển đổi từ dạng biểu diễn sơ đồ khối sang dạng đồ thị khá đơn giản.Lưu đồ tín hiệu (signal-flow graph) là một đồ thị có nhiều nút được nối với nhaubởi các nhánh có hướng nhằm biểu diễn một tập hợp các quan hệ tuyến tính. Lưuđồ tín hiệu đặc biệt hữu ích cho các hệ thống điều khiển phản hồi bởi vì mối quantâm chủ yếu của lý thuyết phản hồi là sự lưu chuyển và xử lý tín hiệu trong cáchệ thống. Phần tử cơ sở của một lưu đồ tín hiệu là một đoạn đơn hướng được gọilà nhánh (branch), biểu thị sự phụ thuộc giữa một biến vào và một biến ra, tươngtự như một khối trong sơ đồ khối. Các điểm vào và ra hay các điểm chuyển tiếpđược gọi là các nút (node). Một lưu đồ tương đương với sơ đồ khối trong Hình2.12 được thể hiện trong Hình 2.17. Tất cả các nhánh xuất phát từ một nút sẽchuyển tín hiệu của nút đó tới nút ra của mỗi nhánh. Tín hiệu tại mỗi nút, trừ cácnút tín hiệu vào, là tổng của tín hiệu do tất cả các nhánh đi vào nút đó mang tới.Một đường dẫn (path) là một nhánh hay một chuỗi liên tiếp các nhánh theo đó cóthể đi từ một nút (tín hiệu) tới một nút (tín hiệu) khác. Một vòng (loop) là mộtđường dẫn đóng kín xuất phát và kết thúc tại cùng một nút và trên đường dẫn đókhông có nút nào được đi qua hơn một lần. G11(s) R1(s) C1(s) G21(s) G12(s) G22(s) R2(s) C2(s) Hình 2.17. Đồ thị dòng tín hiệu của một hệ thống liên kết Lưu đồ chính là một phương pháp trực quan để biểu diễn các hệ phương trìnhđại số, nhằm thể hiện sự phụ thuộc lẫn nhau của các biến. Để làm ví dụ, xem xéthệ phương trình đại số sau đây: a11x1 + a12x2 + r1 = x1 (2.73) a21x1 + a22x2 + r2 = x2 (2.74)ở đó r1, r2 là các biến vào và x1, x2 là các ...