Algebra blokových schémat Osnova kurzu

Transkript

1 Osnova kurzu 1) Základní pojmy; algoritmizace úlohy 2) Teorie logického řízení 3) Fuzzy logika 4) Algebra blokových schémat 5) Vlastnosti členů regulačních obvodů Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 1

2 Osnova přednášky Větvení energie a informace Modelování informačního toku Základní pravidla a podmínky algebry blokových schémat Sériové řazení bloků Paralelní řazení bloků Antiparalelní řazení bloků Zjednodušování schémat Opakovací otázky Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 2

3 Větvení energie a informace {E1 n E 2 } E= i=1 E n E i Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 3

4 Větvení energie a informace Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 4

5 Modelování informačního toku Člen regulačního obvodu x 1 vstupní veličina x 2 výstupní veličina G= x 2 x 1 Vztah bez časové závislosti statický Vztah s časovou závislostí dynamický Přenos je poměr výstupní veličiny ku vstupní veličině Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 5

6 Modelování informačního toku Blok = systém (řídící nebo řízený) Součtový člen Rozdílový člen Směr informačního toku Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 6

7 Modelování informačního toku Sériové zapojení Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 7

8 Modelování informačního toku Paralelní součtové zapojení Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 8

9 Modelování informačního toku Paralelní rozdílové zapojení Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 9

10 Modelování informačního toku Antiparalelní (zpětnovazební) rozdílové zapojení Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 10

11 Modelování informačního toku Antiparalelní (zpětnovazební) součtové zapojení Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 11

12 Osnova přednášky Větvení energie a informace Modelování informačního toku Základní pravidla a podmínky algebry blokových schémat Sériové řazení bloků Paralelní řazení bloků Antiparalelní řazení bloků Zjednodušování schémat Opakovací otázky Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 12

13 Základní pravidla algebry blokových schémat Komutativní zákon nezáleží na pořadí bloků Princip superpozice obecný signál můžeme rozložit na složky a po průchodu dynamickým členem je opět sečíst Podmínky: Obvod obsahuje pouze lineární členy Předpokládáme, že nedochází k ovlivňování jednotlivých členů navzájem. To znamená, že předpokládáme nekonečné vstupní impedance a nulové výstupní impedance. Signály postupují pouze ve směru šipek Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 13

14 Základní pravidla algebry blokových schémat Sériové řazení G 1 = X 1 X 0 G 2 = X 2 X 1 G= X 2 X 0 = X 2 X 1 X 1 X 0 G=G 1 G 2 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 14

15 Základní pravidla algebry blokových schémat Sériové řazení G=G 1 G 2 G n n G= j=1 G j Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 15

16 Základní pravidla algebry blokových schémat Paralelní řazení G 1 = X 1 X 0 G 2 = X 2 X 0 X V =X 2 X 1 G=G 1 G 2 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 16

17 Základní pravidla algebry blokových schémat Paralelní řazení G=G 1 G 2 G n n G= i=1 G i Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 17

18 Základní pravidla algebry blokových schémat Paralelní řazení G 1 = X 1 X 0 G 2 = X 2 X 0 X V =X 1 X 2 G=G 1 G 2 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 18

19 Základní pravidla algebry blokových schémat Paralelní řazení G=G 1 ±G 2 ± ±G n n G= i=1 ±1 G i Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 19

20 Základní pravidla algebry blokových schémat Antiparalelní řazení G 1 = X 1 X R = X V X R G 2 = X 2 X V X R =X 0 X 2 G G= 1 1 G 1 G 2 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 20

21 Základní pravidla algebry blokových schémat Antiparalelní řazení G 1 = X 1 X R = X V X R G 2 = X 2 X V X R =X 0 X 2 G G= 1 1 G 1 G 2 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 21

22 Základní pravidla algebry blokových schémat G G= 1 1 G 1 G 2 Přenos je vyjádřen zlomkem, kde v čitateli je přenos přímé cesty a ve jmenovateli 1 a přenos rozpojené zpětné vazby. Znaménko záleží podle typu vazby, záporné pro kladnou a kladné pro zápornou zpětnou vazbu. Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 22

23 Osnova přednášky Větvení energie a informace Modelování informačního toku Základní pravidla a podmínky algebry blokových schémat Sériové řazení bloků Paralelní řazení bloků Antiparalelní řazení bloků Zjednodušování schémat Opakovací otázky Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 23

24 Zjednodušování schémat Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 24

25 Zjednodušování schémat Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 25

26 Zjednodušování schémat G 1,2 =G 1 G 2 G 3,4 = G 3 p 1 G 3 G 4 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 26

27 Zjednodušování schémat G 1,2 =G 1 G 2 G 3,4 = G 3 p 1 G 3 G 4 G 1,2,3,4,6 =G 1,2 G 3,4 G 6 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 27

28 Zjednodušování schémat G 1,2,3,4,6 =G 1,2 G 3,4 G 6 G 1,2,3,4,6 = G 1 p G 2 G 3 G 6 p 1 G 3 G 4 G G 1,2,3,4,5,6 = 1,2,3,4,6 1 G 1,2,3,4,6 G 5 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 28

29 Zjednodušování schémat G 1,2,3,4,5,6 = G 1 G 2 G 3 G 6 1 G 3 p G 4 1 G 1 G 2 G 3 p G 6 1 G 3 G 4 G 5 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 29

30 Zjednodušování schémat Jaký je výsledný přenos následujícího řazení bloků: G 1 = 1 3 G 2 = 1 p 3 G 3 = 1 3 G 4 = 3 1 G 5 = 3 2 G 6 = 1 p 3 Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 30

31 Opakovací otázky 1. Porovnejte větvení informace a energie. 2. Vysvětlete pojem přenos. 3. Popište a nakreslete typová zapojení. 4. Jaké platí zákony v algebře blokových schémat. 5. Za jakých podmínek lze použít k řešení algebru blokových schémat. 6. Jakým způsobem nahradíme sériově řazené bloky. 7. Jakým způsobem nahradíme paralelně řazené bloky. 8. Jakým způsobem nahradíme antiaparalelně řazené bloky. Automatizace - Ing. J. Šípal, PhD 31