29. Микроконтроллер как динамическое звено.

АИМ – амплитудно-импульсная модуляция

ЗЗ – звено запаздывания

ФП – функциональный преобразователь

Микроконтроллер обладает запаздыванием τ:

U

←амплитудная модуляция

0 τ τ t

Переход к Z – преобразованию

если τ<<(2/ω_с) , то можно использовать непрерывную модель системы с непрерывной передаточной функцией W(p).

W(p) →F(p)→F(z)

30. Влияние времени выполнения программы микроконтроллером на запас устойчивости и динамические св-ва замкнутой системы

Запаздывание в МК равно времени обработки информации τ. Запаздывание приводит к изменению помехоустойчивости контура:

τ_з ≈ 2τ÷1,5τ

В современных МК собираются добиться малого τ, поэтому величиной запаздывания τ можно пренебречь и считать МК безынерционным звеном.

31. Выбор числа разрядов слова данных по требуемой точности системы управления.

1) Система управления положением:

2) Система управления скоростью:

Для таких систем обычно задаются

Требуемое количество разрядов контроллера при интерполяции определяется на основании формулы:

, (1)

где K – количество разрядов контроллера.

Таким образом, для нахождения разрядности микроконтроллера, необходимо решить неравенство:

. (2)

Таким образом, исходя из заданной точности, для реализации программы управления необходимо к разрядов.

32. Рекурсивные и нерекурсивные цифровые фильтры

Цифр. Фильтр называется рекурсивным, если сигнал на его выходе зависит от знач. Вых. Сигнала на предыдущих шагах.

По последнему выражению составим структурную схему:

Цифр. Фильтр допускает аппаратную программную реализацию. Аппаратная реализация выполняется на основании структурной схемы. Для аппаратной реализации применяются процессорные матрицы. Каждый процессор выполняет 1-ну или несколько операций.

Для программной реализации цифрового фильтра используется переход от z-изображения к оригиналу.

Необходимые параметры , а также начальные условия:. При переходе к след. Шагу расчета должны возрастать, т. есть в памяти необходимо хранить вход.и выход. величины на 2-х пропущенных шагах.

Перейдем к рекурсии:

Нерекурсивный фильтр

Структура фильтра имеет след вид:

КИХ и БИХ

Импульсная хар-ка (ИХ) - реакция на ед. импульс:

Такая (ИХ) является конечной (КИХ). Рекурсивные фильтры обычно имеют бесконечную имп. характеристику.

33. Формирование алгоритма и программ расчёта выходных величин цифровых регуляторов

Наиболее важным функциональным узлом систем автоматического управления являются регуляторы, которые реализуются в микропроцессорной САУ программным путем и являются (из-за наличия в системе квантования по времени и уровню) цифровыми регуляторами. К параметрически оптимизируемым регуляторам относятся классические виды регуляторов типа П-регулятор, ПИ-регулятор, ПИД-регулятор и их модификации. К структурно оптимизируемым - компенсационные регуляторы и регуляторы состояния. 

Наиболее распространенным регулятором, применяемым в системах управления динамическими объектами, является ПИД-регулятор и его модификации.  Аналоговый ПИД-регулятор имеет передаточную функцию вида

,

где К_П - коэффициент передачи пропорциональной части регулятора, Т_И - постоянная времени интегрирования, Т_Д - постоянная времени дифференцирования.

Этой передаточной функции соответствует дифференциальное уравнение

,

где  - выходная величина регулятора (управление), а - сигнал рассогласования.