JoVE Logo

Sign In

22.2 : הקשר בין משוואות מתמטיות לדיאגרמות בלוקים

במערכת קפיץ-מסה-בולם (spring-mass-damper), משוואת דיפרנציאל מסדר שני מתארת את ההתנהגות הדינמית של המערכת. כאשר המשוואה מתורגמת לתחום לפלס תחת תנאי התחלה אפסיים, היא ניתנת לניתוח ולמניפולציה בצורה יעילה. ההמרה לתחום לפלס הופכת משוואות דיפרנציאליות למשוואות אלגבריות, מה שמפשט את תהליך בידוד היציאה.

Equation1

באמצעות יישום התמרת לפלס למשוואת הדיפרנציאל הסטנדרטית של מערכת קפיץ-מסה-בולם מתקבלת היציאה בצורה הבאה:

Equation2

בבניית דיאגרמת הבלוקים, ניתן לחבר את האותות בצד הימני כדי לפשט את ההצגה. דיאגרמת הבלוקים יכולה להיות מעודנת יותר כדי לשלב משתנים פנימיים כמו תאוצה ומהירות. מכיוון ש-1/s מייצג אינטגרציה בתחום לפלס, אות התאוצה משולב כדי לקבל מהירות, והמהירות משולבת כדי לקבל את אות ההעתק.

הפישוט של דיאגרמת הבלוקים כולל פירוק גורמים מלולאת המשוב הפנימית. תהליך זה מוביל לדיאגרמת בלוקים חלופית שמציגה בצורה ויזואלית את הקשרים בין תאוצה, מהירות והעתק.

כדי להפיק את פונקציית התמסורת של המערכת, הבלוק המייצג את האותות הכניסה והמשוב מועבר לצד ימין של המשווה, ולולאת המשוב הפנימית מפושטת. המשוואה המתקבלת מספקת את פונקציית התמסורת:

Equation3

Equation4

פונקציית תמסורת זו חיונית לניתוח התנהגות המערכת, חיזוי תגובתה לכניסות שונות ותכנון אסטרטגיות בקרתיות להשגת מאפייני ביצוע רצויים.

Tags

Spring mass damper SystemDifferential EquationLaplace TransformBlock DiagramDynamic BehaviorAlgebraic EquationsInternal VariablesAccelerationVelocityDisplacement SignalTransfer FunctionFeedback LoopControl StrategiesSystem Analysis

From Chapter 22:

article

Now Playing

22.2 : הקשר בין משוואות מתמטיות לדיאגרמות בלוקים

Diagrams and Signal Flow Graphs

169 Views

article

22.1 : רכיבים של דיאגרמות בלוק

Diagrams and Signal Flow Graphs

246 Views

article

22.3 : הפחתת דיאגרמת בלוקים

Diagrams and Signal Flow Graphs

159 Views

article

22.4 : מערכות מרובות קלט ורב משתנים

Diagrams and Signal Flow Graphs

98 Views

article

22.5 : חוק מייסון

Diagrams and Signal Flow Graphs

265 Views

article

22.6 : גרפים של זרימת אותות

Diagrams and Signal Flow Graphs

187 Views

article

22.7 : אלגברה SFG

Diagrams and Signal Flow Graphs

108 Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved