1.5 Задатчик інтенсивності

Задатчик інтенсивності – пристрій (або програма), який при подачі стрибку завдання х_з на його вхід, забезпечує лінійне наростання в функції часу свого вихідного сигналу х_з^/ до величини стрибку завдання. Перехідна характеристика задатчика інтенсивності представлена на рис. 1.23.

Рисунок 1.23 ― Перехідна характеристика задатчика інтенсивності

Кут - кут наростання вихідного сигналу. Кожен задатчик інтенсивності характеризується сталою часу задатчика інтенсивності Т_зі. Чим більше її значення, тим менший кут наростання вихідного сигналу (рис. 1.24).

Рисунок 1.24 ― Перехідні характеристики задатчика інтенсивності при різних кутах наростання

Основний недолік задатчика інтенсивності - наявність точки розриву похідної сигналу завдання. В задатчиках на базі операційних підсилювачів такий розрив існує лише теоретично і перехід від лінійного наростання сигналу до сталого значення здійснюється нелінійно монотонно.

Функціональна схема задатчика інтенсивності подана на рис. 1.25.

Рисунок 1.25 ― Функціональна схема задатчика інтенсивності

Функціонально задатчик інтенсивності складається з підсилювача П (з великим коефіцієнтом підсилення ), нелінійного елемента НЕ типу “насичення” та інтегратора І.

Картина перехідних процесів в задатчику інтенсивності показана на рис. 1.26.

Рисунок 1.26 ― Картина перехідних процесів в задатчику інтенсивності

В момент часу на вхід схеми поступає стрибок завдання . При цьому на виході підсилювача буде сигнал . Оскільки , то вихід НЕ потрапляє в зону обмеження (вихідний сигнал НЕ ).

Сигнал на виході І

.

Оскільки , то розпочинає наростати. При цьому зменшується згідно рівняння

.

Проте, вихід НЕ все ще залишається в зоні обмеження через велику величину . Тому і

Сигнал наростає лінійно. Такий процес буде відбуватися до того часу, поки не стане меншим . При подальшому збільшенні зменшуватиметься = . Оскільки сигнал на вході інтегратора зменшується, то на його виході сигнал наростатиме, але з меншою інтенсивністю. Чим менше , тим менша швидкість наростання . Тому наростатиме далі нелінійно монотонно. Статичний режим в схемі наступить лише тоді, коли на вході інтегратора сигнал буде нульовим. Тобто, . Іншим чином, та . Чим більша величина , тим ближче точка 1 знаходиться до лінії .

Схема електрична принципова задатчика інтенсивності продемонстрована на рис. 1.27.

Рисунок 1.27 ― Схема електрична принципова задатчика інтенсивності

На схемі необхідно прийняти та забезпечити , , . Інвертор призначений для зміни лише полярності напруги. У даній схемі він забезпечує від’ємність зворотного зв’язку за .

При дискретному виконанні в схемі на рис. 1.25 використовується дискретний інтегратор, з передаточною функцією

,

де Т₀ – період квантування системи, в якій застосовується задатчик інтенсивності.

Альтернативно, задатчик інтенсивності можна реалізувати на базі лінійно-наростаючого сигналу з обмеженням. У цьому випадку існуватиме розрив похідної завдання та при зміні величини завдання необхідно змінювати величину обмеження.