Главная Промышленная автоматика.

рляющих преобразование непрерывных процессов в дискретные и обратно. Но это окупается возможностью реализации практически любого алгоритма управления. В зависимости от способа включения цифровой вычислительной машины цифровые СЛУ могут быть трех типов:

с машиной, включенной вне замкнутого контура управления (рис. 4.1, а); в этом случае машина служит для формирования на основании паблюдае- мого процесса х оптимального задающего воздействия -Vo на входе управляемой системы (УС);

с машиной, включенной в замкнутый контур управления (рис. 4.1, б); при этом улучшения динамических свойств СЛУ достигают благодаря возможности формирования практически любого алгоритма управления и изые-иения его в процессе работы; точность такой САУ ограничивается непрерывным сравнивающим устройством, включенным в цепь управления до цифровой машины;

с машиной, в которой происходит сравнение задающего воздействия Хо с выходным сигналом у (рис. 4.1, в). Такая САУ обладает всеми качествами предыдущей системы и к тому же является более точной за счет увеличения разрситющей способности цифрового сравнивающего устройства. С точки зрения структуры она охватывает обе предыдущие системы.

На рис. 4.2 представлена структурная схема цифровой САУ, где в качестве вычислительного устройства используется машина, которая в зависимости от оншбки (е*)*, заданной в циф-рово.м виде, формирует требуемый алгоритм управления {и*). Сигнал управлспг!Я поступает па обтект (О) через преобразователь" дискретных данных в непрерывные (Пр). Для фупк-Циопировапия вычислительной машины на ее входе сигналы должны быть представлены в цифровом виде. Поэтому в системе управления п.меются два преобразователя непрерывных

» ЦВМ [

Рис. 4.1.

* Напомним читателю, что в непрерывных системах ошибку принято обозначать через х.



величин в дискретные: первый преобразует входной сигнал х а дискретный х*, а второй - выходной сигнал объекта у в г/*.

пр7}-н2>-*{цв7

Рис, 4.2. : ~

При автоматизации технологического оборудования выбор конкретного типа вычислительной машины определяется в первую очередь теми функциями, которые ей приходится выполнять в САУ. Это могут быть обработка поступающей информации, которая требует вычислительных или логических операций, улучшение динамических свойств САУ путем введения корректирующих программ, операции оптимизации САУ по некоторым статическим и динамическим параметрам, операции контроля, поиск неисправностей и т. д. Основным методом исследования цифровых С.АУ является их моделирование на универсальных цифровых вычислительных машинах и на аналого-цифровых вычислительных комплексах. Однако моделирование обычно проводят совместно с аналитическими исследованиями, при помощи которых обосновывают структуру проектируемо!" цифровой САУ, определяют основные ее параметры и качественные показатели.

Теоретической базой для аналитических исследований цифровых СЛУ является теория дискретных систем (точнее импульсных), в основу которой положены функциональные преобразования- дискретное преобразование Лапласа и г-пре-образование, используемые для синтеза и анализа AHCKpeTHH.N САУ при детерминированных и случайных воздействиях. Большую роль в теории дискретных и непрерывных СЛУ играют широко используемые на практике метод логарифмических характеристик и частотные методы. В настоящее время теория дискретных систем достаточно хорошо разработана применительно к импульсным и релейным СЛУ, но практически еще создана для цифровых систем. Это объясняется сложность возникающих процессов при одновременном квантовании ин-; формации по времени, что относит цифровые САУ к класс\ импульсных систем, и по уровню, что делает эти САУ нелиней*,, ными. Поэтому для исследования цифровых САУ мы воспользуемся метода.ми расчета, которые основаны на рассмотренш линеаризованных импульсных систем с учетом влияния, оказываемого квантованием по уровню.



Импульсная СЛУ может быть представлена в виде соединения импульсного элемента (ИЭ) н непрерывной части системы (НЧС) (рис. 4.3, а). Импульсный элемент преобразует непрерывный сигнал в последовательность модулированных импульсов (рис. 4.3,6) с параметрами А (амплитуда импульса), уТ (длительность импульса) и Т (период чередования о

импульсов). В общем слу- t) eCt) ,-,e*(t)-1 y{t)

чае импульсный элемент--

может быть заменен последовательным соединением идеального импульсного элемента и специально выбранного пепре-

рывного фильтра, кото- AL

рый называется экстрапо-лятором, или формирующим элементом. Идеальный и.мпульсный элемент преобразует непрерывный сигнал в мгновенные импульсы в виде б-функций, а экстранолятор формирует импульсы заданной формы из б-и.миульсов.

В простейшем случае импульсное звено можно выполнить в виде ключа,

который замыкается с пе- Рис. 4.3.

риодом Т. Если время

замыкания ключа мало но сраинению с Г и постоянны.ми времени непрерывной части системы, а сигнал на входе ключа e=const при замкнутом его состоянии, то последовательность модулированных импульсов на входе ключа можно заменить последовательностью б-функций:

Mt)= 2 Ht-nT).

п - - т

Значение каждой б-функции пропорционально величине сигнала на входе ключа в момент его замыкания. На выходе импульсного элемента получают сигнал

e{t)

* J

e*Ct)

e{t)

e\t)

e*(0 = y e{tiT)b{t - nT).

(4.1)

Импульсный элемент на структурной схеме обычно изображается в виде прямоугольника (рис. 4.3, в) или ключа .(Рис.4.3,г).





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [34] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

0.0034