Лабораторная работа №2 Структурные схемы сау

1 
Лабораторная работа №2 
Структурные схемы САУ
 
Цель работы: преобразовать заданную структурную схему и определить передаточную 
функцию W
3
(P) сложной автоматической системы (схемы выбираются из табл. 2). 
1.1 Теоретические сведения 
Автоматические системы представляются не только в виде принципиальной и функци-
ональной схемы, но и в виде структурной схемы. В каждой схеме вся система делится на звенья 
направленного действия, различающийся по своим динамическим свойствам. На структурной 
схеме звенья САУ изображаются в виде прямоугольника. При этом конкретное устройство ав-
томатической системы может быть представлено несколькими звеньями, которые передают 
сигнал только в одном направлении – от выхода к входу, и, наоборот. Одно звено может объ-
единить несколько конкретных устройств САУ. Разделяют САУ на звенья в зависимости от 
вида дифференциального уравнения или передаточной функции. 
Большинство реальных САУ имеют многоконтурные структуры с большим числом вза-
имосвязанных звеньев. Методы анализа и синтеза САУ, разработаны для одноконтурных си-
стем, необходимо, привести заданную схему к одноконтурной. 
Предлагаемые структурные схемы САУ близки к реальным системам. Звенья, входящие 
в них, могут быть соединены между собой последовательно, параллельно или встречно-парал-
лельно (сигнал направлен от входа к выходу, а сигнал обратной связи – от выхода к входу). 
Часто структурные схемы имеют перекрестные связи, которые вначале нужно устра-
нить, используя правила эквивалентного преобразования. То есть схему необходимо привести 
к виду, где имеет место только последовательное, параллельное и встречно-параллельное со-
единение звеньев САУ. 
Под эквивалентным преобразованием понимают такое преобразование, при котором 
одна схема последовательно замещается другой с сохранением динамических характеристик 
системы. Правила структурных преобразований приведены в табл. 1. В конечном итоге полу-
чаем одноконтурную схему, либо замкнутой, либо разомкнутой системы. По этим схемам 
находим передаточные функции замкнутой и разомкнутой системы.
Таблица 1 
Правила структурных преобразований 
№ 
Операция 
Исходная схема 
Преобразованная 
схема 
1 
Перемещение узлов разветвления 
2 
Перемещение узлов суммирования сигналов 
3 
Прямое перемещение узла разветвления через 
звено 

2 
4 
Обратное перемещение узла разветвления через 
звено 
5 
Прямое перемещение узла суммирования через 
звено 
6 
Обратное перемещение узла суммирования через 
звено 
7 
Перенесение узла суммирования через узел развет-
вления 
8 
Перенесение узла разветвления через узел сумми-
рования 
Таблица 2 
Варианты структурных схем 
Вар. 
 
1
 
2
 

3 
3
 
4
 
5
 
6
 

4 
7
 
8
 
9
 
10
 
11
 

5 
12
 
13
 
14
 
15
 
16
 
17
 

6 
18