10.4. Контрольные вопросы
Поясните типы и назначение фильтров.
Как по заданной частоте среза рассчитать цифровой фильтр низких/высоких частот первого порядка?
Чем различаются реверсивные и нереверсивные фильтры?
Как получить алгоритмическую структуру фильтров?
Укажите особенности программной реализация цифрового фильтра.
10.5. Литература
Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ.-М.: Мир, 1984.- 541с.
Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов –СПб.:Питер, 2003. – 608 с.
Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. – СПб: Питер,2002.- 528 с.
11. Лабораторная работа № 11 цифровой апериодический регулятор
Цель работы: изучение регуляторов для систем с конечным временем установления.
Оборудование: Pentium 2 с пакетом Matlab, INTEL-286 c платой L-154, осциллограф.
11.1. Общие положения
Апериодические регуляторы обеспечивают конечное время установления выходного сигнала. При ступенчатом изменении задающей переменной входной и выходной сигналы объекта должны принимать новые, установившиеся значения после определенного конечного интервала времени.
Для системы с
единичной обратной связью импульсная
передаточная функция регулятора
определяется по импульсной передаточной
функции объекта
в процессе проектирования. Параметры
регулятора находятся из соотношений:
- начальное значение
управляющей переменной,
,
. . .
,
,
. . .
.
Результирующая передаточная функция всей системы принимает вид:
. Таким образом,
переходной процесс завершается за m
тактов.
11.2. Задание
Рассчитать апериодический регулятор для заданного объекта и исследовать переходные процессы в системе.
11.3. Порядок выполнения работы
Лабораторная работа основана на базе знаний и умений, полученных при выполнении лабораторных работ № 7 и 8.
Получите у преподавателя передаточную функцию объекта.
Для заданной передаточной функции и для передаточной функции реального объекта, полученной в работе № 9, рассчитайте апериодические регуляторы.
Выберите частоту дискретизации, желательно порядка нескольких герц.
Войдите в среду моделирования Simulink и создайте модели систем управления с рассчитанными регуляторами и объектами. Перед объектами необходимо установить экстраполяторы нулевого порядка.
Подать единичное управляющее воздействие и изучить особенности переходного процесса. Определить количество тактов необходимых до достижения установившегося состояния.
Установить перед объектами нелинейные элементы, ограничивающие управляющее воздействие снизу и сверху.
Подать единичные управляющие воздействия и изучить особенности переходного процесса при различных уровнях ограничения.
Для макета реального объекта управления получить разностное уравнение апериодического регулятора.
Составить блок-схему алгоритма вычислительного процесса, в котором при обработке прерывания от таймера вводится управляемая величина, определяется сигнал рассогласования, вычисляется и выводится управляющее воздействие, запоминаются в соответствующих переменных предшествующее и текущее значения сигналов рассогласования.
Составить программу цифрового регулятора, в которой через выбранное число тактов периодически меняется задание, а процедура обработки прерывания выполняет необходимые операции на каждом такте. Тело основной программы должно содержать команду генерации прерываний от таймера в плате L-154 с выбранной частотой отсчетов.
Отладить и запустить программу.
Подключить двухканальный осциллограф – к входу и выходу объекта.
Исследовать переходные процессы при различных уровнях задания. Сравнить с результатами моделирования.
Отчет должен содержать название и цель работы, исходные передаточные функции, расчеты регуляторов, программы и графики переходных процессов.