Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Цифровые системы




 

Цифровыми являются системы, все или часть блоков которых построены на базе ЦВМ (цифровая вычислительная машина).

Использование цифровых вычислительных машин (ЦВМ) в системах автоматического управления весьма перспективно, поскольку вычислительные и логические возможности ЦВМ позволяют реализовать сложные алгоритмы управления, осуществлять обработку большого объема поступающей информации, решать задачи с обслуживанием нескольких каналов управления системой со многими переменными.

y0(t)
ε(t)
y(t)
ε[iT0]
u[iT0]
Wф(z)
Wнч(s)
T0
АЦП
ДФ
НЧ
ЦАП
Рис. 4.2. Модель цифроаналоговой системы
x(t)
В настоящей работе рассматривается наиболее простой случай, когда ЦВМ вводится в одиночный контур управления и выполняет только функцию корректирующего устройства. Функциональная схема системы изображена на рис.4.2.

АЦП – амплитудно-цифровой преобразователь;

ДФ – корректирующий фильтр;

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;

НЧ – непрерывная часть системы.

В тех случаях, когда ошибки e(t) невелики, нелинейную дискриминационную характеристику F(e) заменяют линейной характеристикой с крутизной Sд, т.е. F(e) = Sд×e.

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) предназначен для преобразования непрерывной величины ε(t) в дискретную функцию, заданной одномерным массивом ε(iT0), i = 0,1, … .

Линейный дискретный фильтр с передаточной функцией Wф(z) преобразует по заданному алгоритму одну цифровую последовательность ε(iT0), в другую u(iT0), С математической точки зрения он описывается либо линейным уравнением в конечных разностях, либо передаточной функцией . В рассматриваемой системе дискретный фильтр выполняет функцию корректирующего устройства. Структура и параметры фильтра выбираются так, чтобы вся система удовлетворяла техническим условиям.

Модель цифроаналогового преобразователя (ЦАП) представляется в виде последовательного соединения идеального импульсного элемента (ИИЭ) и экстраполятора (Э) (см. рис. 4.3).

ИИЭ (идеальный ключ) формирует периодическую последовательность достаточно коротких импульсов, моделируемых значениями u[iT0], i = 0, 1, ... . Известно, что когда длительность импульсов tи мала по сравнению с периодом дискретизации Т0, поведение системы слабо зависит от формы импульсов, а в основном, определяется их площадью. В идеализированном варианте процесс на выходе ИИЭ представляет собой моделированную дискретную последовательность d-импульсов (идеальную решетчатую функцию).

(4.1)

Дискретный элемент в составе АЦП и идеальный импульсный элемент ЦАП различны, т.к. на выходе первого из них – последовательность цифр, а на выходе второго – модулированная идеальная импульсная последовательность.

Экстраполятор осуществляет преобразование идеального импульсного воздействия u*(t) в непрерывную величину Это аналоговый линейный элемент с передаточной функцией Wэ(s). Способы экстраполяции различны и сводятся к построению такой функции значения которой для дискретных моментов времени достаточно близки к значениям u[iT0], i = 0, 1, ... . Простейший способ экстраполяции заключается в запоминании каждого значения u[iT0], на весь период Т0. Это экстраполятор нулевого порядка с передаточной функцией .

Непрерывная часть системы задается передаточной функцией WНЧ(s). В тех случаях, когда период дискретизации мал, а непрерывная часть системы достаточно инерционна (Т0 много меньше наибольшей постоянной времени одного из инерционных звеньев передаточной функции WНЧ(s), допускается передаточную функцию экстраполятора представлять в виде .

Это обстоятельство существенно упрощает расчеты и, кроме того, делает идентичными методы описания дискретных и цифроаналоговых систем. Итак, суммируя все сказанное выше, рассматриваемая цифроаналоговая система сведена к дискретной системе, передаточная функция которой в разомкнутом состоянии без учета дискретного фильтра имеет вид:

. (4.2)







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 288. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия