7.2 Вибір періоду квантування

Для того, щоб ефект квантування за часом мало позначався на динаміку системи цифрового регулювання, рекомендується вибирати період квантування із|із| співвідношення:

де: - це час досягнення вихідним сигналом рівня 95% від сталого значення при подачі на вхід об'єкту ступінчастого|східчастий| сигналу. Якщо об'єкт першого порядку|лад|, то .

Інший підхід до вибору величини періоду квантування заснований на рекомендаціях американських учених Зіглера і Нікольса, згідно яким , де - період критичних коливань об'єкту управління.

У реальних умовах при управлінні інерційними процесами значення береться від 1 секунди до декількох хвилин (у газоаналізаторах, наприклад, 1 раз на годину). При регулюванні малоінерційних процесів (наприклад, витрати рідини) величина може складати десяті долі секунди. Не можна вибирати великі періоди перевірки|опитування|, особливо для відповідальних процесів, оскільки в цьому випадку аварійні ситуації ліквідовуватимуться дуже|занадто| поволі|повільно|. У теж|також| час, при дуже|занадто| малому періоді перевірки|опитування| підвищуються вимоги до швидкодії ЕОМ і збільшується вплив шумів.

7.3 Регулювання за наявності шумів

Наявність високочастотних шумових складових у вимірювальному сигналі приводить|призводити,наводити| до випадкових коливань виконавчого механізму системи, що, у свою чергу|своєю чергою|, збільшує дисперсію помилки регулювання, знижує точність регулювання. В деяких випадках сильні шумові складові можуть привести систему до нестійкого режиму роботи (стохастична|самодифузія| нестійкість).

У промислових системах у вимірювальних ланцюгах|цеп| часто присутні шуми, пов'язані з частотою живлячої|почуваючої| мережі|сіть| (мережеві|мережний| наведення). У зв'язку з цим важливим|поважний| завданням|задача| є|з'являтися,являтися| правильна фільтрація вимірювального сигналу, а також вибір потрібного алгоритму і параметрів роботи регулятора|регулювальник|.

Для фільтрації сигналів використовуються фільтри низької частоти високого порядку|лад| (5 - 7-ою порядки|лад|), що мають велику крутизну|крутість| спаду. Такі ФНЧ| іноді|інколи| вбудовуються в нормуючі перетворювачі. Окрім|крім| цього, для придушення мережевих|мережний| наведень (50 Гц в Росії, 60 Гц в США) використовують т.з. фільтр-пробку| або загороджуючий фільтр. Слід враховувати, що загороджуючий фільтр рекомендується застосовують тільки|лише| для швидкодіючих систем, тобто систем, смуга пропускання яких більше 50 Гц.

Таким чином, головним завданням|задача| регулятора|регулювальник| є|з'являтися,являтися| компенсація низькочастотних збуджень|збурення|. При цьому, з метою отримання|здобуття| мінімальної дисперсії помилки регулювання, високочастотні перешкоди повинні бути відфільтровані.

Проте|однак|, в загальному|спільний| випадку, це завдання|задача| суперечливе|суперечний|, оскільки спектри збудження|збурення| і шуму

можуть накладатися один на одного. Це протиріччя вирішується за допомогою теорії оптимального стохастичного|самодифузія| управління, яка дозволяє добитися доброї|добрий| швидкодії в системі при мінімально можливій дисперсії помилки регулювання.

Для зменшення впливу перешкод в практичних ситуаціях застосовуються два способи, заснованих на:

1) зменшенні коефіцієнта посилення регулятора|регулювальник| , тобто, фактично, перехід на інтегральний закон регулювання, який малочутливий|нечутливий| до шумів;

2) фільтрації вимірюваного сигналу.

Так, наприклад, в пневматичній системі "СТАРТ" існує спеціальний прилад ПФ| 3.1 (прилад функціональний), званий блоком зворотного передування, який, фактично є|з'являтися,являтися| фільтром низької частоти, що настроюється|набудовується,налаштовується|. Постійна часу приладу ПФ| 3.1 змінюється в діапазоні від 3 секунд до 10 хвилин. Передавальна функція такого фільтру має вигляд|вид|:

Постійна часу настроюється|набудовується,налаштовується| залежно від спектру перешкод. За даними однієї з робіт, застосування|вживання| блоку зворотного передування дозволило збільшити в 6 разів при збереженні|зберігання| колишньої

дисперсії помилки регулювання і збереженні|зберігання| стійкій роботі системи.

У загальному|спільний| випадку, для багатовимірних|багатомірний| систем, завдання|задача| оптимальної фільтрації вирішується|розв'язуватися| за допомогою фільтру Калмана. Цей фільтр, разом з|поряд з,поряд із| отриманням|здобуття| оцінок вектора стану об'єкту, забезпечує мінімальну дисперсію всіх його компонентів. Проте|однак|, для розрахунку параметрів фільтру, необхідне знання статистичних характеристик шумів, що в реальних умовах утруднене. Не дивлячись на|незважаючи на| це, в сучасних бортових системах управління використовуються спеціальні вимірники статистичних характеристик перешкод, що дозволяє використовувати і безперервно уточнювати параметри фільтру Калмана.

У загальному|спільний| випадку, з метою зниження рівня перешкод, необхідно також правильно вибирати місця установки датчиків і застосовувати екранування вимірювальних ліній.