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

21 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

54926. ПЛАН ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА УРОКА 32.5 KB
  Место и значение данного урока в перспективном плане развития учащихся Формулировка цели. В какой мере содержание и структура урока отвечают принципам развивающего обучения: Соотношение нагрузки на память и мышление учащихся; Соотношение воспроизводящей и творческой деятельности учащихся; Соотношение усвоения знаний в готовом виде со слов учителя ученика и т. и самостоятельного поиска; Какие звенья проблемноэвристического обучения выполняются учителем и какие учащимися кто ставит проблему кто решает; Соотношение...
54927. Размножение и развитие насекомых 52.5 KB
  Так как учитель ставит перед учениками различные интересные задачи решение которых требует не только жизненного опыта но и логического мышления. Организация внимания Для организации внимания учеников на занятиях учитель обращает внимание на такие аспекты как: выделение важной информации то есть основную так называемый скелет новой темы который будет обрастать более подробной информацией. Важную информацию учитель выделяет с помощью занесения ее в конспект изменения тембра голоса также с помощью сосредоточения учеников на ней чтобы они...
54928. Валовой национальный продукт и методы его исчисления. Номинальный, реальный и потенциальный ВНП 20.34 KB
  Валовой национальный продукт – это рыночная стоимость конечных товаров и услуг, произведенных в течение года факторами производства, принадлежащими гражданам данной страны независимо от их местонахождения. Существует три метода определения величины ВНП: - метод конечного использования – определение ВНП как суммы расходов
54931. Национальное богатство, отраслевая и секторальная структура национальной экономики 19.19 KB
  Ведущей отраслью хозяйства страны является промышленность, так как она дает больше 50% совокупного общественного продукта, в ней сконцентрировано половина основных фондов страны и она объединяет большую часть трудовых ресурсов.
54932. Назначение и устройство токарно-винторезного станка ТВ-6 230.5 KB
  Цели урока: Образовательная расширение представлений учащихся об устройстве и назначении токарно-винторезного станка ТВ-6; Воспитательная приветь качества аккуратности и собранности при выполнении трудовых операциях на токарно-винторезном станке; Развивающая развить навыки при работе на токарно-винторезном станке.
54933. Производственная структура предприятия. Структура основного производства 54.5 KB
  В зависимости от методов обработки изделий на предприятиях появляются соответствующие подразделения а в аппарате управления соответствующие функции и звенья. Каждое предприятие состоит из производств цехов участков хозяйств органов управления и организаций по обслуживанию работников предприятия. Четкая классификация и установление взаимосвязей между ними позволяют обоснованно организовать ход производства и рационально сформировать структуру предприятия.