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

75298. Социально-экономическое и политическое развитие Византии в VII-VIII веках 36.5 KB
  Социальноэкономическое и политическое развитие Византии в VII-VIII вв. Из них а также из свободных византийских крестьян создавалось в VIII в. В византийской деревне в VIII первой половине IX в. Это засвидетельствовано кодифицированным в VIII в.
75300. Особенности социально-экономического и политического развития Византии в IX-XII веков 36 KB
  Золотой век Византийской империи длился примерно с 850 по 1050 гг. В эти столетия ее владения простирались от Южной Италии и Далмации до Армении Сирии и Месопотамии давняя проблема безопасности северных границ империи была решена присоединением Болгарии 1018 и восстановлением прежней римской границы по Дунаю. Были ассимилированы и подчинены империи заселившие в предшествующий период Грецию славяне. Захват Константинополя крестоносцами в 1204 и последующий раздел империи подвел черту под тысячелетним существованием Византии как великой...
75301. Византия в ХIII-ХV вв. (от Латинской империи до падения Константинополя) 63 KB
  На развалинах Византии в 1204 г. возникло новое искусственно созданное государство Латинская империя названная так в отличие от греческой империи Византии во главе с избранным крестоносцами императором Балдуином Фландрским 1204 1205. Овладев Константинополем победители мечтали о создании огромного государства включавшего не только все владения Византии но также и земли балканских славян. В результате завоевания Византии западноевропейскими феодалами складывавшиеся здесь феодальные институты получили более законченную форму.
75302. Культура Византии в IV-XV веков 51 KB
  Культура Византии в IVXV вв. В ранний период в Византии еще сохранялись старые центры античной образованности Афины Александрия Бейрут Газа. в Византии начинают применять индийские цифры в арабском написании. Однако античные космогонические представления сохраняются в Византии и в IX в.
75303. Немарксистские теории происхождения средневековых городов 33 KB
  Немарксистские теории происхождения средневековых городов. Вопрос о причинах и обстоятельствах возникновения средневековых городов представляет большой интерес. При таком подходе невозможно объяснить коренные причины происхождения городов. Романистическая теория Савиньи Тьерри Гизо Ренуар которая строилась главным образом на материале романизированных областей Европы считала средневековые города и их учреждения прямым продолжением поздних античных городов.
75304. Отечественная историография о происхождении средневекового города 42.5 KB
  Отечественная историография о происхождении средневекового города. Впервые проблема происхождения городского строя в Западной Европе была поставлена в отечественной медиевистике в начале XX в.Впервые в России обращение к городской истории произошло именно в историографическом аспекте. Интересуясь прежде всего проблемами аграрного развития Европы эпохи Средневековья и формируя общую концепцию генезиса феодализма Петрушевский не мог пройти мимо такого интересного сюжета европейской истории как возникновение городов.
75305. Характер, формы и основные этапы социальной борьбы в средневековом городе 35.5 KB
  Средневековые города возникали на земле королей а также светских и духовных феодалов. Они начали борьбу за свое освобождение добиваясь превращения сеньориального города в вольный а его жителей в свободных горожан. Позднее города стали бороться за политические привилегии: право на самоуправление и собственную юрисдикцию. Но это было по силам только очень богатым городам французским английским.
75306. Средневековое цеховое ремесло и его характер 39 KB
  Средневековое цеховое ремесло и его характер. Характерной особенностью средневекового ремесла в Европе была его цеховая организация объединение ремесленников определённой профессии в пределах данного города в особые союзы цехи. Цехи появились почти одновременно с возникновением городов. хотя окончательное оформление цехов получение специальных хартий от королей запись цеховых уставов и т.