信号流图是代数方程的图形表示。在本章中，让我们讨论与信号流图有关的基本概念，并学习如何绘制信号流图。

信号流图的基本元素

节点和分支是信号流图的基本元素。

节点

节点是代表变量或信号的点。节点共有三种类型：输入节点，输出节点和混合节点。

• 输入节点-这是一个仅具有传出分支的节点。

• 输出节点-这是一个只有输入分支的节点。

• 混合节点-它是一个节点，具有传入和传出分支。

例

让我们考虑以下信号流程图来识别这些节点。

• 该信号流图中存在的节点为y ₁ ，y ₂ ，y ₃和y ₄ 。

• y ₁和y ₄分别是输入节点和输出节点。

• y ₂和y ₃是混合节点。

科

分支是连接两个节点的线段。它既有增益又有方向。例如，上面的信号流图中有四个分支。这些分支的增益为a，b，c和-d 。

信号流图的构建

让我们通过考虑以下代数方程来构建信号流图-

$$ y_2 = a_ {12} y_1 + a_ {42} y_4 $$

$$ y_3 = a_ {23} y_2 + a_ {53} y_5 $$

$$ y_4 = a_ {34} y_3 $$

$$ y_5 = a_ {45} y_4 + a_ {35} y_3 $$

$$ y_6 = a_ {56} y_5 $$

该信号流图中将有六个节点(y ₁ ，y ₂ ，y ₃ ，y ₄ ，y ₅和y ₆ )和八个分支。分支的增益是A _{12，A 23，34，45，56，42，53}和_35。

要获得总体信号流图，请为每个方程式绘制信号流图，然后组合所有这些信号流图，然后按照下面给出的步骤进行操作-

步骤1-下图显示了$ y_2 = a_ {13} y_1 + a_ {42} y_4 $的信号流图。

步骤2-下图显示了$ y_3 = a_ {23} y_2 + a_ {53} y_5 $的信号流图。

步骤3- $ y_4 = a_ {34} y_3 $的信号流程图如下图所示。

步骤4-下图显示$ y_5 = a_ {45} y_4 + a_ {35} y_3 $的信号流图。

步骤5-下图显示$ y_6 = a_ {56} y_5 $的信号流图。

步骤6-整个系统的信号流程图如下图所示。

将框图转换为信号流程图

请按照以下步骤将框图转换为其等效信号流程图。

• 将框图的所有信号，变量，求和点和起飞点表示为信号流图中的节点。

• 将框图的块表示为信号流图中的分支。

• 将方框图内部的传递函数表示为信号流图中分支的增益。

• 按照框图连接节点。如果两个节点之间存在连接(但之间没有块)，则将分支的增益表示为一个。例如，在求和点之间，在求和点与起飞点之间，在输入与求和点之间，在起飞点与输出之间。

例

让我们将以下框图转换为其等效信号流程图。

将框图的输入信号$ R(s)$和输出信号$ C(s)$表示为信号流图的输入节点$ R(s)$和输出节点$ C(s)$。

仅供参考，其余节点(y ₁到y ₉ )在框图中标记。除输入和输出节点外，还有九个节点。也就是说，四个求和点的四个节点，四个起飞点的四个节点，以及块$ G_1 $和$ G_2 $之间的变量的一个节点。

下图显示了等效信号流程图。

借助梅森的增益公式(在下一章中讨论)，您可以计算该信号流图的传递函数。这是信号流程图的优点。在这里，我们不需要简化(减少)信号流图来计算传递函数。