VII понятие о цифровых сау

В настоящее время в промышленности широко используются дискретные САУ, в которых применяют ЭВМ в режиме прямого цифрового управления, когда ЭВМ включают непосредственно в контур автоматической системы управления.

Управляющая вычислительная машина (УВМ) работает в режиме реального времени в темпе хода технологического процесса, вырабатывает управляющие воздействия, которые через исполнительные устройства передаются на управляемый объект.

Одновременно УВМ выполняет функции задающего и сравнивающего устройства передаются на управляемый объект.

Одновременно УВМ выполняет функции задающего и сравнивающего устройства. Представим типовую функциональную схему одноконтурной цифровой САУ (рисунок 34).

Рисунок 34

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) квантует непрерывный сигнал ε по уровню и времени и представляет его в цифровом коде. При этом получается последовательность чисел ε_ц в двоичной системе счисления. Цифровое вычислительное устройство (ЦВУ) по заданной программе (алгоритму) выполняет над числами арифметические и логические операции и с периодом повторения Т выдает в виде чисел управляющий сигнал U_ц. цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) состоит из декодирующего и фиксирующего устройства, которые из выходной последовательности чисел U_ц формирует непрерывное управляющее воздействие U.

Если непрерывная часть системы и алгоритмы работы ЦВУ линейны, то цифровую систему можно исследовать методами АИС. Для того систему с ЭВМ заменяют эквивалентной импульсной системой (рисунок 35).

Рисунок 35

АЦП условно представляют в виде идеального импульсного элемента (ИЭ), а сигналы ε_ц и U_ц, которые являются последовательностью чисел, заменяют соответствующими решетчатыми функциями ε^* и U^*. Квантование по уровню не учитывается, так как шаг квантования достаточно мал.

Период повторения Т условного ИЭ определяется периодичностью опроса датчиков, который задается от специального таймера. Время, затрачиваемое ЦВУ на вычисления, обычно мало по сравнению с Т и его не учитывают.

Алгоритм, реализуемый в ЦВУ, представляют в идее дискретной передаточной функции W_ц(z), которая связывает дискретные сигналы ε^* и U^*. ЦВУ с передаточной функцией W_ц(z) называют дискретным фильтром, или цифровым регулятором. Преобразователь ЦАП представляет формирующим элементом с передаточной функцией W_ф(р), который в течение одного такта сохраняет мгновенное значение U^*, т.е. представляют экстраполятором нулевого порядка.

Д.п.ф. цифровой системы, которая представлена в виде эквивалентной ФИС:

.

В цифровых системах можно реализовать сложные алгоритмы и управления и обеспечить требуемые переходные процессы.

содержание

I Дискретные системы автоматического управления

II Математические основы теории импульсных и цифровых САУ

III Передаточные функции дискретных систем

IV Анализ устойчивости дискретных САУ

V Анализ качества импульсных САУ

VI Оценка точности дискретных САУ в установившемся режиме

VII Понятие о цифровых САУ

Список рекомендуемой литературы

1. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. – М.: Физнатхиз. 1963. – 968с.

2. Лукас Н.А. Теория автоматического управления. – М.: Недра, 1990. – 416с.

3. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования. – Киев: Высш. шк., 1990. – 424 с.

4. Расчет автоматических систем: Учеб. пособие для вузов. Под ред. А.В. Фатеева. – М.: Высш. шк., 1973. – 336 с.

5. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1990. – 335 с.