控制系統

方塊圖(block diagram)

方塊圖是用訊號語言畫出的控制系統接線圖:每個方塊是把訊號做某種轉換的東西(控制器、馬達、感測器),每條箭頭是流動的訊號,而帶減號的圓圈就是你把迴授減掉以形成誤差的地方。它是工程師描述「動態」的電路圖——畫的不是電阻與導線,而是轉移函數與訊號路徑。一眼就看出什麼作用在什麼上、以及迴路在哪裡閉合。

方塊圖不只是圖,它遵守代數。兩個方塊串聯時轉移函數相乘;一個前向增益為 G、迴授為 H 的迴授迴路會塌縮成那條著名公式 G /(1 + GH)。運用這些化簡規則,你能把一張龐雜的圖壓成一個輸入對輸出的轉移函數,再分析它的極點與穩定性。這正是任何人動手寫控制程式之前都先畫方塊圖的原因:它讓迴路的結構——量了什麼、命令了什麼、干擾從哪進來——變得可見且可操作。

closed-loop T(s) = G(s) / (1 + G(s)H(s))

加總點(那個圓圈)是迴授魔法所在:它形成 e = r − y。在那裡符號弄錯,「負迴授」就變成「正迴授」,把穩定器變成振盪器。

又称
signal-flow diagram區塊圖控制方塊圖