ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ («МИФИ»)
Факультет технической и экспериментальной физики
Кафедра молекулярной физики
ОТЧЕТ
по выполнению курсового проекта
«Промышленная система автоматического регулирования»
Выполнил:
студент гр. T8-10A
Борщевский М.А.
Проверил:
Журомский В.М.
МОСКВА 2013 г.
1. Введение Структура цифровых автоматических систем (цас)
В настоящее время средства автоматического управления – локальные или в составе АСУТП – являются цифровыми, поскольку аналоговый (непрерывный) принцип обработки информации не удовлетворяет потребностям современной практики и по сравнению с непрерывным имеет ряд преимуществ:
- высокую точность арифметических операций и функциональных преобразований и лучшую помехозащищенность,
- возможность неограниченно долгого и точного запоминания информации, гибкость и легкость смены алгоритмов управления,
- возможность организации «конфигурирования» сложных законов управления из элементарных алгоблоков без обращения к традиционным языкам программирования.
Структура цифровой системы автоматического управления показана на рис. 1.
Рис.
1. Структура цифровой системы автоматического
управления
Аналоговый сигнал задания
преобразуется аналого-цифровым
преобразователем в код и периодически,
в конце периода квантования Т,
сравнивается в квантованной во времени
форме
с преобразованным аналого-цифровым
преобразователем в код сигналом у(t)
и квантованной во времени форме у*(t)
выходного параметра объекта у(t).
Цифровая вычислительная машина (ЦВМ)
преобразует сигнал рассогласования
в соответствии с алгоритмом управления
(законом регулирования) и в конце периода
квантования Т формирует сигнал
управления объектом в виде внутреннего
машинного кода, который, также в конце
периода квантования, поступает на вход
(обычно встроенного в управляющую ЦВМ)
цифроаналогового преобразователя,
который формирует сигнал управления,
существующий в дискретные моменты
времени с периодом Т.
Для восстановления непрерывности управляющего сигнала применяется экстраполятор, который определенным образом формирует огибающую сигнала х*(t) в виде х(t), воздействующего на объект управления. Непрерывный выходной сигнал у(t), подвергается квантованию по уровню и по времени с периодом квантования Т для сравнения у*(t) и .
Управляющие ЦВМ имеют чрезвычайно большое быстродействие, так что практически период прерывания сигналов до и после ЦВМ можно считать неизменным и равным Т, т.е. все ключи, показанные на рис. 1, замыкаются одновременно.
Сигналы в ЦАС показаны на рис. 2.
Точность цифроаналоговых и аналого-цифровых
преобразователей с разрядностью не
менее 14–15 значительно превосходит
точность современных средств измерения
физических величин, составляющей
(0,2…0,5)% от полной шкалы. Крайне мала
погрешность выполнения современными
ЦВМ арифметических операций, в
частности и
.
Поэтому при анализе ЦАС представляется
виде рис. 3.
В структурах на рис. 1 и 3 неизвестными относительно теории непрерывных САУ являются математические описания процесса квантования и восстановления квантованной во времени функции экстраполятором.
Рис. 2. Примерный вид сигналов в ЦАС, представленной рис. 1.
Сигналы g*(t), x*(t), y*(t) в инженерной реализации ЦАС не наблюдаются
Рис. 3. Структура ЦАС для целей анализа