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

23 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

17505. Ввод текста в редакторе Word 28 KB
  Лабораторная работа №1 Тема: Ввод текста в редакторе Word Цель: Ввести текст с клавиатуры и научиться делать элементарные рисунки в редакторе Word Выполнение работы: В основной состав компьютера входят: материнская плата звуковая карта она может быть встроена в...
17506. Составление таблиц и расчет по формулам в редакторе Word 34.5 KB
  Лабораторная работа №2 Тема: Составление таблиц и расчет по формулам в редакторе Word Цель: Составить таблицу и выполнить расчёты по формулам в текстовом редакторе Word Расчёт № ___________________ Расход по командировочному удостоверению № 4/092005 от 2 09 2005г. Фамилия имя
17507. Построение графиков зависимостей в Excel 46.5 KB
  Лабораторная работа №3 Тема: Построение графиков зависимостей в Excel Цель: Построить график зависимости температуры от времени Времяч ТемператураС 0 27298 051111 28408 ...
17508. Построение графиков и диаграмм при помощи Excel 29 KB
  Тема: Построение графиков и диаграмм при помощи Excel Цель : научиться строить графики и диаграммы Теоретические сведения Если создана электронная таблица т.е. возможность для наглядного представления данных таблицы в виде графиков и диаграмм. Данные в таблицу мож
17509. Построение графиков заданных в виде формул. Метод приближенного решения в редакторе Excel 126.5 KB
  Тема: построение графиков заданных в виде формул. Метод приближенного решения в редакторе Excel Мета: построить графики по заданным формулам и приобрести навыки по использованию метода приближенного решения. Теоретические сведения Построение графиков заданных в ви...
17510. Логические операции в Excel 29.5 KB
  Тема: Логические операции в Excel Цель : научится использовать логические операторы Excel. Теоретические сведения Excel позволяет решать логические задачи. При записи условий логических задач используются логические символы min и max значения логические операторы. Логиче...
17511. Використання логічних операторів в редакторі Excel для пошуку рішень 76.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 4 Використання логічних операторів в редакторі Excel для пошуку рішень Мета роботи: навчитися користуватися логічними операторами для пошуку правильних рішень логічних задач. Завдання на лабораторну роботу: Отримати завдання; Заповнити та
17512. Методи наближеного розв’язання рівнянь в редакторі Excel 101 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3 Методи наближеного розв’язання рівнянь в редакторі Excel Мета роботи: навчитися знаходити корені рівняння за допомогою редактора Excel визначати точність знайденого розв’язку. Загальні положення про корені рівняння та точність знайденого розв’яз
17513. Конспект лекций по экономической теории 539 KB
  Экономическое мышление является ровесником человеческого общества. Первоначально экономическая мысль не выделялась в виде отдельной формы мышления. Истоками считают и папирусы Древнего Египта, и законы царя Хаммурапи, древнеиндийский трактат «Артхашастра», экономические заповеди находятся в Библии.