Otomatik Kontrol Sistemleri:
“Blok Diyagramlar”

Bu yazımızda otomatik kontrol sistemlerinin temel konularından biri olan blok diyagramlarını ele alacağız. Kontrol sistemleri nedir? Blok diyagramlarının kontrol sistemlerinde ne gibi faydaları var? Transfer fonksiyonları nasıl bulunur? Hepsinin yanıtları yazımızda.

A- A+

28.10.2013 tarihli yazı 67398 kez okunmuştur.

Bir sistemde denetim faaliyetlerinin insan girişimi olmaksızın önceden belirlenen bir amaca göre denetimi veya yönlendirilmesine otomatik kontrol denir.

Otomatik Kontrol Sistemlerinin Amaçları Nedir?

► Denetlenen sistemlerin çıkışlarını istenen sabit değerde tutmak
► Denetlenen sistemlerin çıkışlarını belli bir değişim formunu takip etmesini sağlamak
► Olayların belirli bir sıra dahilinde oluşmasını sağlamak
► Kontrol edemediğimiz değişkenlerin bozucu etkisi düzeltmek

Sistem çıkışının laplace dönüşümünün, sistem girişi laplace dönüşümüne oranına transfer fonksiyonu adı verilir. Bu tanımda bütün ilk koşullar (t=0 anındaki ilk değerler) sıfır alınır.

Kontrol sistemleri analiz ve sentezinde lineer ve zamanla değişmeyen matematiksel modeller için sistemin ilgilenilen giriş ve çıkışı arasına bir blok (kutu) konur.

İlgilenilen giriş ve çıkış arasındaki ilişki (transfer fonksiyonu) bu blok içine yazılırsa bu sistemin blok diyagramının gösterilişi elde edilmiş olur.

Eğer karmaşık bir sistemi tek bir transfer fonksiyonuna veya alt sisteme indirgeyebilirsek tüm sistemi analitik olarak daha kolay inceleyebiliriz. Karmaşık sistemleri tek bir transfer fonksiyonuna iki yöntemle indirgeyebiliriz:

► Blok Diyagramlar
► Akış Diyagramlar

Biz bu yazımızda blok diyagramlarından bahsedeceğiz.

►İlginizi Çekebilir: Binalarda Otomasyon Uygulamaaları ve KNX

Kontrol Sistemlerinin Blok Diyagramları

Blok diyagramlarda transfer fonksiyonunu elde etmek için bazı formüller kullanıyoruz. İlk olarak yukarıda da bahsettiğimiz gibi transfer fonksiyonunu G(s) ile ifade edecek olursak; Çıkış fonksiyonun giriş fonksiyonuna oranı olur.

Tüm sistemimi oluşturan alt sistemleri işaret akışına göre tüm sistemin blok diyagramını oluşturmak üzere ilişkilendirmek zor değildir. Böylece tüm sistemin performansına her bir alt sistemin katkısını belirleyebiliriz. Bir sistemin blok diyagramı sistemin dinamik davranışını temsil eder, sistemin fiziksel yapısı hakkında bilgi vermez.

Birbiriyle alakasız iki ayrı sistemin blok diyagramları aynı olabilir. Bir sistemin blok diyagram gösterimi tek değildir. Yapılacak analize göre bir sistem farklı blok diyagramlar şeklinde gösterilebilir.

Kaskat Bağlantı

Paralel Bağlantı

Geri Besleme Bağlantısı(Feedback)

Buradan transfer fonksiyonun formülü;

Bu formül geri besleme bağlantıları için genel formüldür. Tabi daha karışık blok diyagramları için bu formülü kullanmak için bazı indirgemeler yapmamız gerekir. Şimdi bazı indirgeme kurallarını gösterelim;

►İlginizi Çekebilir: PCB: Baskılı Devre Tasarımı Akış Diyagramı

► Toplama noktasını bir bloğun önüne kaydırma

► Toplama noktasını bir bloğun arkasına kaydırma

► Ayrılma noktasını bir bloğun önüne kaydırma

► Ayrılma noktasını bir bloğun arkasına kaydırma

► Ayrılma noktasını toplama noktasının önüne kaydırma

► Ayrılma noktasını bir toplama noktasının arkasına kaydırma

►Toplama noktalarının yeniden düzenlenmesi

Görüldüğü gibi yukarıdaki indirgeme kurallarından hangisi blok diyagramını indirgemek için uygun ve kullanılabilir ise o yöntem uygulanarak blok diyagramı en basite indirgeriz. Böylece sistemin transfer fonksiyonunu elde edebiliriz.