![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Общие сведения. Цифровой системой называется система автоматического управления, в состав управляющего устройства которой включена цифровая вычислительная машина илиЦифровой системой называется система автоматического управления, в состав управляющего устройства которой включена цифровая вычислительная машина или специализированное цифровое вычислительное устройство. В дальнейшем будем сокращенно обозначать их как ЦВМ. Непосредственно в целях управления ЦВМ используется для формирования программ управления и цифровой реализации алгоритмов управления или корректирующих средств. Как правило, целесообразно вводить ЦВМ в систему управления в тех случаях, когда для решения указанных задач требуется сложная обработка информации или выполнение таких операций, которые не могут быть осуществлены с требуемой точностью при помощи аналоговых средств (умножение, деление, преобразование координат и т.п.). Помимо непосредственного участия в управлении объектом ЦВМ может выполнять такие операции, как контроль состояния элементов и устройств системы, самоконтроль и др. В общем случае на ЦВМ может возлагаться решение задач с обслуживанием нескольких зависимых или независимых каналов управления с разделением функций управления между ними по времени или по приоритету. Один из вариантов функциональной схемы цифровой САУ при наличии двух каналов показан на рис. 13.1. Управляемые величины
Таким образом, результаты реализации алгоритма управления ЦВМ может выдавать лишь дискретно, т.е. в моменты времени На рис. 13.2 представлена структурная схема одного из каналов цифровой системы (при условии независимости этого канала от других). При этом полагается, что ЦВМ реализует линейный алгоритм управления, а суммарное время запаздывания t отнесено к непрерывной части системы.
Квантование по времени возникает из-за того, что информация вводится в АЦП по командам, поступающим от ЦВМ, лишь в моменты времени В процессе квантования по уровню весь диапазон изменения непрерывной величины, например
определяет разрешающую способность АЦП. В результате величина на выходе АЦП может принимать только определенные фиксированные значения, отличающиеся друг от друга на величину
где Тогда разрешающая способность
Например, при числе двоичных разрядов АЦП Дискретная величина
где знак В процессе кодирования каждому из В преобразователях АЦП число разрядов обычно велико
где ЦАП преобразует код
где Сигнал u (напряжение или ток) изменяется в некотором заданном диапазоне
которая определяет разрешающую способность ЦАП. В моменты времени
Число разрядов серийно выпускаемых преобразователей кода в напряжение
где ЦВМ формирует требуемый алгоритм управления или осуществляет дискретную коррекцию в виде вычислительной процедуры, задаваемой линейным разностным уравнением
где переменные u и x представляются в виде цифровых кодов. Это уравнение представляет собой рекуррентную формулу, позволяющую вычислять текущее значение управляющего воздействия u(i) в зависимости от текущего значения ошибки и управляющего воздействия:
Из (13.10) видно, что в программу вычислений входят операции сложения и умножения на постоянные коэффициенты, а также операции запоминания результатов вычисления и значений ошибки на предшествующих шагах. Применив к левой и правой частям уравнения (13.9) z ‑ преобразование при нулевых начальных условиях, получим передаточную функцию
которую в дальнейшем будем называть передаточной функцией ЦВМ. С учетом всех сделанных выше допущений структурную схему цифровой системы (рис. 13.2) можно представить так, как показано на рис. 13.3. Коэффициенты передачи АЦП и ЦАП, а также запаздывание t здесь отнесены к непрерывной части системы. Структурная схема (рис. 13.3) отличается от структурной схемы импульсной системы (рис. 11.1) лишь наличием дополнительного звена с передаточной функцией Передаточная функция разомкнутой цифровой системы ( рис. 13.3)
так как С учетом (13.12) передаточные функции замкнутой цифровой системы определяются из выражений (11.23) и (11.24). Таким образом, на цифровые системы распространяются все методы исследования устойчивости и качества, рассмотрение для импульсных систем.
|