KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 6.
Z którego wzoru należy wyznaczyć transmitancję zastępczą układu przedstawionego na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat blokowy układu elektronicznego, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W połączeniu równoległym oba bloki mają to samo wejście, a ich wyjścia są sumowane w węźle wyjściowym. Dlatego transmitancja zastępcza jest sumą transmitancji gałęzi: G(s)=G1(s)+G2(s). Iloczyn dotyczy połączenia szeregowego, a iloraz nie opisuje standardowej redukcji takiej struktury.

Pełne wyjaśnienie:

Transmitancja zastępcza opisuje zależność wyjścia od wejścia w dziedzinie operatorowej (zwykle Laplace’a), przy założeniu liniowości i niezmienności w czasie. Aby dobrać właściwy wzór, trzeba rozpoznać strukturę połączenia bloków na schemacie.

Połączenie równoległe oznacza, że:

  • na wejście obu bloków podawany jest ten sam sygnał wejściowy,
  • na wyjściu występuje sumowanie sygnałów z obu gałęzi (sumator).

Jeżeli wyjścia są sumowane z dodatnimi znakami, to sygnał wyjściowy ma postać: y(s)=y1(s)+y2(s). Ponieważ y1(s)=G1(s)·u(s) oraz y2(s)=G2(s)·u(s), po zsumowaniu dostajemy: y(s)=(G1(s)+G2(s))·u(s). Stąd transmitancja zastępcza wynosi G(s)=G1(s)+G2(s).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • G(s)=G1(s)-G2(s) byłoby właściwe tylko wtedy, gdy na sumatorze jedna gałąź była odejmowana (wejście z minusem). Samo "równolegle" nie oznacza automatycznie różnicy.
  • G(s)=G1(s)·G2(s) dotyczy połączenia szeregowego, gdy sygnał przechodzi kolejno przez G1 i potem G2.
  • G(s)=G1(s)/G2(s) nie jest standardową regułą redukcji prostego połączenia bloków; iloraz może pojawiać się po przekształceniach równań, ale nie opisuje typowej transmitancji zastępczej układu z sumowaniem gałęzi.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal, czy na rysunku jest sumator (wtedy często pojawia się suma/różnica), czy kaskada (wtedy iloczyn), czy sprzężenie zwrotne (wtedy zwykle ułamek z 1±GH w mianowniku).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Transmitancja G(s) to opis zależności wyjścia od wejścia w dziedzinie operatorowej (zwykle Laplace’a): G(s)=Y(s)/U(s) przy zerowych warunkach początkowych. Ułatwia analizę układów LTI, bo zamienia równania różniczkowe na zależności algebraiczne.
Połączenie równoległe rozpoznasz po tym, że jedno wejście rozdziela się na dwie (lub więcej) gałęzie z blokami, a ich wyjścia spotykają się w sumatorze. Taka struktura oznacza, że sygnały z gałęzi są dodawane (lub odejmowane, jeśli jest znak "−").
Bo oba bloki dostają ten sam sygnał wejściowy, a na wyjściu sumują się ich odpowiedzi. Matematycznie: y=y1+y2, gdzie y1=G1·u i y2=G2·u, więc y=(G1+G2)·u. Z tego wynika transmitancja zastępcza G=G1+G2.
Różnica pojawia się wtedy, gdy na sumatorze jedna gałąź jest odejmowana (wejście z minusem). W praktyce wynika to z konwencji znaków na schemacie blokowym. Jeśli oba wejścia sumatora są dodatnie, stosuje się sumę, a nie różnicę.
Iloczyn jest typowy dla połączenia szeregowego (kaskadowego), gdy sygnał przechodzi kolejno przez pierwszy i drugi blok: u → G1 → G2 → y. Wtedy y=G2·(G1·u)=(G1·G2)·u, więc transmitancja zastępcza to G=G1·G2.
Nie jest to typowa reguła redukcji prostych połączeń (szeregowego lub równoległego). Iloraz może pojawić się po przekształceniach równań lub przy definiowaniu pewnych zależności pośrednich, ale standardowo dla równoległego jest suma, a dla szeregowego iloczyn.
Najczęściej myli się strukturę: wybiera iloczyn "z przyzwyczajenia", mimo że na rysunku jest sumator (czyli równoległe). Drugi błąd to nieuwzględnienie znaku w sumatorze (plus/minus). Trzeci to utożsamianie ułamka z każdym "bardziej złożonym" schematem.
Sumator tworzy nowy sygnał jako sumę algebraiczną sygnałów wejściowych. Oznacza to, że do jednych sygnałów dodaje się znak "+", a do innych "−". To kluczowe, bo znak na sumatorze decyduje, czy w transmitancji zastępczej pojawi się suma czy różnica gałęzi.
W sprzężeniu zwrotnym część wyjścia wraca na wejście przez dodatkowy blok (pętla). Na rysunku zwykle widać zamkniętą pętlę. W równoległym jest rozgałęzienie sygnału na gałęzie i sumowanie na końcu, ale bez pętli powrotnej. To wpływa na wzór (sprzężenie często daje ułamek).
Ćwicz rozpoznawanie trzech podstawowych struktur: szeregowej, równoległej i sprzężenia zwrotnego. Rób krótkie zadania, w których najpierw nazywasz strukturę, a dopiero potem wybierasz wzór. Zwracaj uwagę na znaki w sumatorach.
info

Około 54% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że w połączeniu równoległym oba bloki mają to samo wejście, a ich wyjścia są sumowane w węźle wyjściowym.

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Transmitancja — dostęp 2026-02-18
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformata_Laplace%E2%80%99a — dostęp 2026-02-18
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Schemat_blokowy — dostęp 2026-02-18

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z podstaw teorii sterowania: schematy blokowe i ich redukcja
  • Ćwiczenia z wyznaczania transmitancji zastępczej (połączenia: szeregowe, równoległe, ze sprzężeniem zwrotnym)
  • Powtórzenie transformaty Laplace’a i interpretacji symbolu s w modelowaniu układów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego