39817

Импульсные и цифровые автоматические системы управления

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

К импульсным АСУ относятся системы в состав которых входит хотя бы один элемент дискретного действия преобразующий непрерывный сигнал в последовательность импульсов или в ряд квантованных сигналов. Функциональную схему импульсной системы можно представить состоящей из дискретного элемента и непрерывной части НЧ. непрерывные системы дискретные системы xt – непрерывная величина x k – величина определена в отдельные промежутки времени производная от непрерывной величины  x k=x kx k1 – разность первого порядка вторая...

Русский

2013-10-08

51.5 KB

22 чел.

Импульсные и цифровые автоматические системы управления.

К импульсным АСУ относятся системы, в состав которых входит хотя бы один элемент дискретного действия, преобразующий непрерывный сигнал в последовательность импульсов или в ряд квантованных сигналов.

Функциональную схему импульсной системы можно представить состоящей из дискретного элемента и непрерывной части (НЧ). Дискретный сигнал, проходя непрерывную часть вследствие сглаживающих свойств НЧ преобразуется в непрерывный сигнал x (t), а e (t) поступает на вход дискретного элемента, который осуществляет квантование сигнала.

Квантованием называется процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный. Различают три способа квантования:

  1.  по уровню,
  2.  по времени,
  3.  по уровню и по времени.

Достоинства импульсных и цифровых систем управления:

  1.  Обладают повышенной помехозащищенностью.
  2.  Позволяют формировать закон управления с учетом изменения возмущающих воздействий и характеристик ОУ, т.е. такие АСР обладают свойствами самонастраивающих и оптимальных.
  3.  Для них характерна уменьшенная нагрузка на чувствительный элемент, который нагружается импульсно, т.е. дискретно, что позволяет использовать более точные и маломощные измерительные устройства, повысить чувствительность и точность АСР, уменьшить потребляемую мощность.

F(kT0) – решетчатая функция.

непрерывные системы

дискретные системы

x(t) – непрерывная величина

x (k) – величина определена в отдельные промежутки времени

- производная от непрерывной величины

 x (k)=x (k)-x (k-1) – разность первого порядка

- вторая производная

2 x (k)=x (k)-x (k-1) – разность второго порядка

Дифференциальное уравнение

Разностные уравнения

Прохождение сигнала через цифровую управляющую систему

Непрерывный сигнал Y(t) поступает на вход квантователя, который только в моменты kT0 подсоединяет его на вход АЦП (здесь происходит квантование по времени – АИМ). Роль квантователя играют, например, электронные ключи на полевых транзисторах. Далее этот сигнал поступает на вход АЦП, на выходе которого появляется цифровой код пропорциональный входной величине (амплитуде входной величине). Здесь происходит квантование по уровню. Далее цифровой код поступает на ЭВМ, где обрабатывается по заранее определенному алгоритму (П, ПИ, ПИД). Рассчитанное по алгоритму управляющее воздействие Uд поступает на второй квантователь, где также квантуется по времени. Этот цифровой код поступает на ЦАП, где цифровой код преобразуется в аналоговую величину (обычно это U = 0 10 В). Далее аналоговая величина с выхода ЦАП поступает на фиксатор, который обеспечивает наличие управляющего воздействия не только в моменты к(Т0+Тр), но и в промежутках между ними. Тр – время, затрачиваемое на АЦП преобразование и на расчет по заданному алгоритму.

Фиксатор (экстраполятор) нулевого порядка – поддерживает в течение шага квантования предыдущее значение управления.

Выбор шага квантования.

В основу положена теорема Котельникова: для преобразования непрерывного сигнала в дискретный без потери информации fкв  2 f max.

fкв  - частота квантования,

f max.- максимальная частота квантуемого сигнала.

Инженерный метод выбора шага квантования.

Строится график переходного процесса системы.

Выбор шага квантования для цифровой системы управления определяется противоречивыми требованиями:

  1.  Чем меньше ШК, тем лучше управление, но  тем больше загружается управляющая ЭВМ (машина должна чаще обрабатывать информацию).
    1.  Если датчик в системе имеет дискретную (по времени) природу (любая система наведения (принцип эхолокации)), тогда ШК уже задан этим датчиком.
    2.  Нет смысла уменьшать ШК, если регулирующий орган, получив предыдущий управляющий сигнал, не успел его отработать, до получения следующего управляющего сигнала (сервопривод).
    3.  Чем больше ШК, тем больше объектов управления ЦС может обслужить. Но нельзя одной машиной управлять слишком большим числом ОУ, так как при большом ШК ухудшается регулирование.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78252. Почечная недостаточность у детей 144.5 KB
  В соответствии с рекомендациями IV Европейского конгресса педиатров-нефрологов диагностировать ХПН следует при сохранении у детей в течение не менее 36 месяцев клиренса эндогенного креатинина ниже 20 мл мин увеличении сывороточного креатинина выше 0177 ммоль л концентрации азота мочевины выше 03 ммоль л. В отличие от ОПН для ХПН характерно неуклонное прогрессирование и необратимость склеротических изменений в почках нарушение их регуляторной экскреторной и биосинтетической функции. Известно свыше 50 заболеваний которые проявляются...
78253. Острая ревматическая лихорадка у детей 146 KB
  Рекомендации по изменению термина ревматизм на ОРЛ в последнем X пересмотре МКБ имеют определенную цель и логику так как в большей степени привлекают работников здравоохранения к инфекционному фактору который лежит в основе заболевания которое характеризуется преимущественным поражением сердца и сосудов. Хроническая ревматическая болезнь сердца это заболевание характеризующееся поражением сердечных клапанов в виде поствоспалительного краевого фиброза клапанных структур и порока сердца недостаточности или стеноза сформировавшихся...
78254. Ювенильный ревматоидный артрит у детей 156 KB
  В группу коллагеновых заболеваний входит значительное количество патологических состояний, общим признаком которых является системная прогрессирующая дезорганизация...
78255. Другие коллагенозы у детей 128.5 KB
  Изучение роли очаговой латентной инфекции при СКВ показало что ангины и хронический тонзиллит при этом заболевании встречаются не так уж часто а терапия антибиотиками не только уменьшала количество больных а наоборот нередко выявляла латентно протекающее заболевание....
78256. Неотложные состояния у детей 141.5 KB
  У детей, особенно первого года жизни, многие заболевания, такие как пневмония, вирусные, кишечные инфекции, сепсис, сахарный диабет часто сопровождаются нарушением микроциркуляции, обменных процессов, развитием тяжелой интоксикации с возникновением состояний
78257. Периоды детского возраста 91 KB
  Ребенок - это не взрослый в миниатюре, его организм обладает своеобразными анатомо-физиологическими, биохимическими и иммунологическими особенностями, претерпевающими характерные возрастные изменения в течение всего периода детства. Для дифференцированного подхода к ребенку все детство разделено на периоды.
78258. Естественное вскармливание 128 KB
  Рациональное питание отвечающее физиологическим потребностям растущего организма обеспечивает гармоничное развитие ребенка повышает его иммунитет выносливость при воздействии неблагоприятных факторов. Для обеспечения ребенка рациональным питанием в его рацион должны входить все основные пищевые вещества: белки жиры углеводы витамины минеральные вещества и вода в необходимом количестве и правильном соотношении. Органы пищеварения ребенка характеризуются незавершенностью морфологического строения и функционального состояния.
78259. Смешанное и искусственное вскармливание 197.5 KB
  Эти затруднения могут происходить как со стороны матери так и со стороны ребенка. Существуют абсолютные и относительные противопоказания к кормлению ребенка грудью. Установлено что ВИЧинфицированная женщина с вероятностью 15 заражает ребенка через грудное молоко поэтому в Российской Федерации ребенка рожденного от ВИЧинфицированной матери рекомендуется кормить адаптированными молочными смесями. Не должны кормить ребенка матери страдающие алкогольной и наркотической зависимостью.
78260. Дистрофии у детей 123 KB
  Строится с учетом происхождения типа степени тяжести и этиологии заболевания: По времени возникновения: врожденные дистрофии пренатальные приобретенные дистрофии постнатальные смешанного происхождения. В зависимости от соотношения массы и длины тела то есть по типу: гипотрофия 123 степени паратрофия. Выделяют 3 степени тяжести гипотрофии: 1 степень легкая 2 степень среднетяжелая 3 степень тяжелая. Клиническим выражением степени нарушений при дистрофии является состояние аппетита.