background image

Podstawy Automatyki i Sterowania – wykład 3 

© J.Narkiewicz, M.Zasuwa 2005                                                                                                                                                     strona 1/6 

5. Schematy blokowe 
 
Elementy schematów blokowych 

                     

                 

 

elementy 

dynamiczne 

  węzły sumujące  

węzły informacyjne (zaczepowe) 

Element dynamiczny – transmitancja operatorowa 

)

(

)

(

)

(

s

U

s

Y

s

G

=

  

Węzeł sumujący – co najmniej dwa wejścia i jedno wyjście; sygnał wyjściowy jest sumą sygnałów 
wejściowych z odpowiednimi znakami 
 
Węzeł informacyjny (zaczepowy)
 – tylko jedno wejście i co najmniej dwa wyjścia; sygnały wyjściowe są 
równe sygnałowi wejściowemu. 

 

5.1. Przekształcenia schematów blokowych 
 
Elementy zastępcze typowych połączeń:  

• szeregowe 

• równoległe 

• sprzężenie zwrotne 

 

5.1.1. Połączenie szeregowe 
 

 

)

(

)

(

)

(

G

   

;...;

)

(

)

(

)

(

G

   

;

)

(

)

(

)

(

1

n

1

2

2

1

1

s

Z

s

Y

s

s

Z

s

Z

s

s

U

s

Z

s

G

n

=

=

=

=>

)

(

)...

(

)

(

U(s)

Y(s)

G(s)

 

2

1

s

G

s

G

s

G

n

=

=

 

Transmitancja połączenia szeregowego => iloczyn transmitancji 

 
5.2.2. Połączenie równoległe 

 

 

 
Ten sam sygnał na wejście elementu sumacyjnego 

)

(

)

(

)

(

...

)

(

)

(

)

(

1

2

1

s

U

s

G

s

z

s

z

s

z

s

Y

n

i

i

n

=

=

+

+

+

=

 => 

)

(

)

(

)

(

)

(

1

s

G

s

U

s

Y

s

G

n

i

i

=

=

=

 

Połączenie równoległe => suma transmitancji poszczególnych elementów 

 

background image

Podstawy Automatyki i Sterowania – wykład 3 

© J.Narkiewicz, M.Zasuwa 2005                                                                                                                                                     strona 2/6 

5.2.3. Sprzężenie zwrotne 

 

W torze głównym element 

)

(

1

s

G

, w pętli sprzężenia zwrotnego element 

)

(

2

s

G

 

w węźle sygnał wejściowy 

u

 jest algebraicznie sumowany z sygnałem 

z

 pochodzącym z pętli sprzężenia 

zwrotnego; gdy sygnał odejmowany (jak na rysunku), to  

)

(

)

(

)

(

)

(

1

s

Z

s

U

s

Y

s

G

=

,

)

(

)

(

)

(

G

  

2

s

Y

s

Z

s

=

 => 

)

(

)

(

)

(

1

)

(

)

(

)

(

2

1

s

U

s

Y

s

G

s

U

s

Y

s

G

=

 =>  

sprzężenie zwrotne ujemne 

)

(

)

(

1

)

(

)

(

)

(

)

(

2

1

1

s

G

s

G

s

G

s

U

s

Y

s

G

+

=

=

  dodatnie 

)

(

)

(

1

)

(

)

(

2

1

1

s

G

s

G

s

G

s

G

=

 

 

Algebra schematów blokowych 

 

 

background image

Podstawy Automatyki i Sterowania – wykład 3 

© J.Narkiewicz, M.Zasuwa 2005                                                                                                                                                     strona 3/6 

 

Zadania 

1. Wyznaczyć transmitancję układu jak na rys 
 

 

Elementy szeregowe 

1

G

 i 

2

G

, stąd 

)

(

)

(

)

(

2

1

12

s

G

s

G

s

G

=

 

Transmitancja gałęzi (3) równa jest jedności, transmitancja gałęzi (4) jest 

4

G

 

Elementy (3) i (4) są połączone równolegle, stąd 

)

(

1

)

(

4

34

s

G

s

G

=

 

Elementy (3), (4) i (5) to element (5) szeregowo połączony z  (3;4), stąd 

[

]

)

(

)

(

1

)

(

)

(

)

(

5

4

5

34

345

s

G

s

G

s

G

s

G

s

G

=

=

 

Elementy (1;2) oraz (3;4;5) połączone są w pętli sprzężenia zwrotnego, ujemnego, stąd 
 

[

]

)

(

1

)

(

)

(

)

(

1

)

(

)

(

)

(

4

5

2

1

2

1

s

G

s

G

s

G

s

G

s

G

s

G

s

G

+

=

 

 
 
 
2. Uprościć podane niżej schematy blokowe. Wyznaczyć transmitancję układu uproszczonego. 
 
 

a) 

 

b) 

 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Podstawy Automatyki i Sterowania – wykład 3 

© J.Narkiewicz, M.Zasuwa 2005                                                                                                                                                     strona 4/6 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Podstawy Automatyki i Sterowania – wykład 3 

© J.Narkiewicz, M.Zasuwa 2005                                                                                                                                                     strona 5/6 

 

 

 
 
 

background image

Podstawy Automatyki i Sterowania – wykład 3 

© J.Narkiewicz, M.Zasuwa 2005                                                                                                                                                     strona 6/6