1. Home
  2. Cơ sở tự động học
  3. Cơ sở tự động học
  4. Đồ hình truyền tín hiệu

0.2 Đồ hình truyền tín hiệu  (Page 5/5)

<< Chapter < Page
  Cơ sở tự động học     Page 5 / 5
Chapter >> Page >

Và: GH=G1G4(G3H2+G2H2-H1) (3.25)

Vậy: H = GH G = ( G 2 + G 3 ) H 2 − H 1 G 2 + G 3 size 12{H= { { ital "GH"} over {G} } = { { \( G rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{3} } \) H rSub { size 8{2} } - H rSub { size 8{1} } } over {G rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{3} } } } } {} (3.26)

Sơ đồ dạng chính tắc được vẽ ở hình H.3_17.

(G2+ G3)H2-H1G2+ G3G1G 4(G2+ G3)CR+-

Hình H.3_17.

Dấu trừ ở điểm tổng, là kết quả việc dùng dấu cộng trong công thức tính GH ở trên.

Thí dụ: Xác định tỷ số điều khiển (hoặc hàm chuyển vòng kín) C/R của một hệ có sơ đồ khối như hình H.3_18.

G3G4G2G1H1H2C++-++_-_REy3y2y1+_-_

Hình H.3_18:

Đồ hình truyền tín hiệu của hệ được vẽ ở hình H.3_19:

R 1 E 1 y3 G1 y2 G2 y1 G3 C 1 Cy1 y2 y3 y4 -H2 y2 y3 y4 y3 y2 y3 y4 y4 y2 y3 y4 -H1 a24 y2 y3 y4 G4 y2 y3 y4-1 y2 y3 y4 y3 y4

Hình H.3_19.

Có hai đường trực tiếp:

P1= G1G2G3 ; P2= G1G4.

Có 5 vòng hồi tiếp :

P11= - G1G2H1 ; P21= - G2G3H2 ; P31= - G4H2 ; P41= - G1G2G3 ; P51= - G1G4.

Vậy:

= 1- ( P11+ P21+ P31+ P41+ P51)

Và 1 = 2 = 1.

=> C R = P 1 Δ 1 + P 2 Δ 2 Δ = G 1 G 2 G 3 + G 1 G 4 1 + G 1 G 2 G 3 + G 1 G 2 H 1 + G 2 G 3 H 2 + G 4 H 2 + G 1 G 4 size 12{ { {C} over {R} } = { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } +P rSub { size 8{2} } Δ rSub { size 8{2} } } over {Δ} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{3} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } } over {1+G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{3} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{3} } H rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } } } } {}

Bài tập chương iii

3.1 : Hãy xác định tỷ số C/R và dạng sơ đồ khối chính tắc của một hệ điều khiển sau đây:

G1G4G3G2H1H2R+-+-

+C

RG4G1H2G2G3H1C+++-++-++3.2 : Xác định hàm chuyển cho sơ đồ khối sau đây, bằng kỹ thuật dùng ĐHTTH:

3.3 : Xem TD2.4, giải bài toán bằng ĐHTTH.

G1G2H1H2u1++++++Cu2R

3.4 : Tìm hàm chuyển C/R của hệ thống sau đây, với k là hằng số.

1/(s+a)1/sKS20.1+-R++C

3.6 : Dùng kỹ thuật ĐHTTH để giải bài tập 2.13.

3.7 : Tìm C/R cho hệ điều khiển sau đây:

G4G2G3H2G1H1++++-++++CR

3.8 : Vẽ ĐHTTH cho mạch điện sau:

i1i1

3.9 : Vẽ ĐHTTH cho mạch điện sau:

234

3.10 : Vẽ ĐHTTH cho mạch điện sau, tính độ lợi:

viR1C1+--iiR2v3C2i2+-

Gợi ý: 5 biến v1, i1, v2, i2, v3. Với v1 là input. Cần 4 phương trình độc lập.

Giải bài tập chương iii

R 1 G1G4 1 C G3 1 G1G4G2 1 G1G4-H2 1 G1G4H1 1 G1G43.1 : Đồ hình truyền tín hiệu:

Dùng công thức Mason để xác định C/R.

Có hai đường trực tiếp:

P1= G1G2G4 ; P2=G1G3G4

Có 3 vòng:

P11=G1G4H1; P21= - G1G2G4H2 ; P31= - G1G3 G4H2

Không có vòng không chạm. Và tất cả các vòng đều chạm cả hai đường trực tiếp. Vậy:

1= 1 ; 2= 1

Do đó, tỷ số C/R:

T = C R = P 1 Δ 1 + P 2 Δ 2 Δ size 12{T= { {C} over {R} } = { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } +P rSub { size 8{2} } Δ rSub { size 8{2} } } over {Δ} } } {}

Với = 1 - (P11+P21+P31).

Suy ra:

C R = G 1 G 4 ( G 2 + G 3 ) 1-G 1 G 4 H 1 + G 1 G 2 G 4 H 2 + G 1 G 3 G 4 H 2 size 12{ { {C} over {R} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } \( G rSub { size 8{2} } +" G" rSub { size 8{3} } \) } over {"1-G" rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{3} } G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

C R = G 1 G 2 G 4 + G 1 G 3 G 4 1-G 1 G 4 H 1 + G 1 G 2 G 4 H 2 + G 1 G 3 G 4 H 2 size 12{ { {C} over {R} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{4} } +" G" rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{3} } G rSub { size 8{4} } } over {"1-G" rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{3} } G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

Từ ( 3.25 ) và (3.26) , ta có:

G = G1G4(G2 + G3)

Và :

GH = G1G4(G3H2 +G2H2 - H1)

H = GH G = ( G 2 + G 3 ) H 2 − H 1 G 2 + G 3 size 12{H= { { ital "GH"} over {G} } = { { \( G rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{3} } \) H rSub { size 8{2} } - H rSub { size 8{1} } } over {G rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{3} } } } } {}

Dạng chính tắc của sơ đồ khối của hệ thống :

G1G4(G2+G3)(G2+G3)H2-H1(G2+G3)CR +--

Dấu trừ tại điểm tổng là do việc dùng dấu cộng trong công thức tính GH ở trên.

Sơ đồ khối ở trên có thể đưa về dạng cuối cùng như trong VD2.1 bằng cách dùng các định lý biến đổi khối.

3.2 :

Đồ hình truyền tín hiệu vẽ trực tiếp từ sơ đồ khối:

Có hai đường trực tiếp, độ lợi là :

P1 = G1G2G3 ; P2 = G4

Có 3 vòng hồi tiếp,độ lợi vòng là:

P11 = - G2H1 ; P21 = G1G2H1 ; P31 = - G2G3H2

Không có vòng nào không chạm, vậy:

 = 1 - (P­11 + P21 + P31) + 0 Và

1 = 1 Vì cả 3 vòng đều chạm với đường 1.

Vì không có vòng nào chạm với các nút đường trực tiếp thứ nhì, nên:

2=  ( Cả 3 vòng đều không chạm với đường trực tiếp thứ 2).

Vậy:

(

3.3 : ĐHTTH vẽ trực tiếp từ sơ đồ khối.

u11RG11G2CH2H1u21

Với u1 = u2 = 0. Ta có:

R 1 G1G2 1 CRH1H2

P1 = G1G2 ; P11 = G1G2H1H2

 = 1- P11 ; 1 = 1

Vậy:

C R = P 1 Δ 1 R Δ = G 1 G 2 R 1 − G 1 G 2 H 1 H 2 size 12{C rSub { size 8{R} } = { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } R} over {Δ} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } R} over {1 - G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

Với u2 = R =0, Ta có:

u1 1 G2 1 CG1H1H2

P1 = G2 ;

P11 = G1G2H1H2

 = 1 - G1G2H1H2 ;

1 = 1

C 2 = Tu 2 = G 2 u 1 1 − G 1 G 2 H 1 H 2 size 12{C rSub { size 8{2} } = ital "Tu" rSub { size 8{2} } = { {G rSub { size 8{2} } u rSub { size 8{1} } } over {1 - G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

Với R = u1 = 0

u2 1 H1G1G2 1 CH2

P1 = G1G2H1 ; P11 = G1G2H1H2

 = 1 - P11 ; 1 = 1

C 2 = Tu 2 = P 1 Δ 1 u 2 Δ = G 1 G 2 H 1 u 2 1 − G 1 G 2 H 1 H 2 size 12{C rSub { size 8{2} } = ital "Tu" rSub { size 8{2} } = { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } u rSub { size 8{2} } } over {Δ} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } u rSub { size 8{2} } } over {1 - G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

Cuối cùng, ta có:

C = G 1 G 2 R + G 2 u 1 + G 1 G 2 H 1 u 2 1 − G 1 G 2 H 1 H 2 size 12{C= { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } R+G rSub { size 8{2} } u rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } u rSub { size 8{2} } } over {1 - G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

3.4 :

a) C R = G 1 + G 2 1 − G 1 H 1 − G 2 H 2 size 12{ { {C} over {R} } = { {G rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{2} } } over {1 - G rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{1} } - G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{2} } } } } {}

b ) C R = G 1 + G 2 1 − G 1 H 1 size 12{ { {C} over {R} } = { {G rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{2} } } over {1 - G rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{1} } } } } {}

c) C R = G 1 + G 2 ( 1 − G 1 H 1 1 − G 1 H 1 size 12{ { {C} over {R} } = { {G rSub { size 8{1} } +G rSub { size 8{2} } \( 1 - G rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{1} } } over {1 - G rSub { size 8{1} } H rSub { size 8{1} } } } } {}

3.5 :

ĐHTTH vẽ trực tiếp từ sơ đồ khối:

R 1/(s+a) 1/s K C -0.1-s2

-

P 1 = 1 s + a 1 s k = k s ( s + a ) size 12{P rSub { size 8{1} } = left ( { {1} over {s+a} } right ) left ( { {1} over {s} } right )k= { {k} over {s \( s+a \) } } } {}

P 11 = 1 s − s 2 = − s ; P 21 = − 0 . 1k s size 12{P rSub { size 8{"11"} } = left ( { {1} over {s} } right ) left ( - s rSup { size 8{2} } right )= - s;P rSub { size 8{"21"} } = - { {0 "." 1k} over {s} } } {}

Δ = 1 − ( P 11 + P 21 ) ; Δ 1 = 1 size 12{Δ=1 - \( P rSub { size 8{"11"} } +P rSub { size 8{"21"} } \) ;Δ rSub { size 8{1} } =1} {}

C R = P 1 Δ 1 Δ = k ( s + a ) ( s 2 + s + 0 . 1k ) size 12{ { {C} over {R} } = { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } } over {Δ} } = { {k} over { \( s+a \) \( s rSup { size 8{2} } +s+0 "." 1k \) } } } {}

3.6 :

k1/(s+1)RE11CV-s-0.1

k1/(1+s)11RC-(s+0.1)

P 1 = k s + 1 ; P 11 = − k ( s + 0 . 1 ) s + 1 size 12{P rSub { size 8{1} } = { {k} over {s+1} } ;P rSub { size 8{"11"} } = - { {k \( s+0 "." 1 \) } over {s+1} } } {}

Δ = 1 + k ( s + 0 . 1 ) s + 1 ; Δ 1 = 1 size 12{Δ=1+ { {k \( s+0 "." 1 \) } over {s+1} } ;Δ rSub { size 8{1} } =1} {}

c = TR = P 1 Δ 1 R Δ = kR ( 1 + k ) s + 1 + 0 . 1k size 12{c= ital "TR"= { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } R} over {Δ} } = { { ital "kR"} over { \( 1+k \) s+1+0 "." 1k} } } {}

3.7 :

ĐHTTH vẽ từ sơ đồ khối:

H1G4H2-111G1G2G31CR

Cọ 2 âỉåìng trỉûc tiãúp:

P1= G1G2G3 ; P2 = G1G4

Cọ 5 voìng häưi tiãúp:

P11 = G1G2H1 ; P21 = G2G3H2 ; P31 = - G1G2G3

P41 = G4H2 ; P51 = - G1G4

 = 1 - (P11 + P21 + P31 + P41 + P51) ; 1 = 2 = 1

Cuối cùng:

C R = P 1 Δ 1 + P 2 Δ 2 Δ = G 1 G 2 G 3 + G 1 G 4 1 + G 1 G 2 G 3 − G 1 G 2 H 1 − G 2 G 3 H 2 − G 4 H 2 + G 1 G 4 size 12{ { {C} over {R} } = { {P rSub { size 8{1} } Δ rSub { size 8{1} } +P rSub { size 8{2} } Δ rSub { size 8{2} } } over {Δ} } = { {G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{3} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } } over {1+G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{3} } - G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{2} } H rSub { size 8{1} } - G rSub { size 8{2} } G rSub { size 8{3} } H rSub { size 8{2} } - G rSub { size 8{4} } H rSub { size 8{2} } +G rSub { size 8{1} } G rSub { size 8{4} } } } } {}

3.10 : 5 biến v1, i1, v2, i2, v3. Với v1 là input, cần 4 phương trình độc lập.

i 1 = 1 R 1 v 1 − v 2 R 1 ; v 2 = 1 C 1 ∫ 0 t i 1 dt − 1 C 1 ∫ 0 t i 2 dt size 12{i rSub { size 8{1} } = { {1} over {R rSub { size 8{1} } } } v rSub { size 8{1} } - { {v rSub { size 8{2} } } over {R rSub { size 8{1} } } } ;v rSub { size 8{2} } = { {1} over {C rSub { size 8{1} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{t} } {i rSub { size 8{1} } } ital "dt" - { {1} over {C rSub { size 8{1} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{t} } {i rSub { size 8{2} } } ital "dt"} {}

i 2 = 1 R 2 v 2 − v 3 R 2 ; v 3 = 1 C 2 ∫ 0 t i 2 dt size 12{i rSub { size 8{2} } = { {1} over {R rSub { size 8{2} } } } v rSub { size 8{2} } - { {v rSub { size 8{3} } } over {R rSub { size 8{2} } } } ;v rSub { size 8{3} } = { {1} over {C rSub { size 8{2} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{t} } {i rSub { size 8{2} } } ital "dt"} {}

-1/R1

-1/R21/R1
1/R2
i1v2i2v3v1

Biến đổi Laplace:

-1/R2-1/C1S-1/R21/R11/SC1-1/R2-1/SC2I1V2I2I3V1

Độ lợi: v 3 v 1 size 12{ { {v rSub { size 8{3} } } over {v rSub { size 8{1} } } } } {} Tính theo công thức Mason.

***********
<< Chapter < Page Page > Chapter >>

Read also:

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Cơ sở tự động học. OpenStax CNX. Jul 29, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10756/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Cơ sở tự động học' conversation and receive update notifications?

Ask