- •Днепропетровск нМетАу 2014
- •Содержание
- •Часть 1. Теория дискретных систем автоматического
- •Часть 2. Лабораторный практикум 58
- •Введение
- •Часть 1. Теория дискретных систем автоматического управления
- •1.1. Общая характеристика дискретных систем
- •1.1.1. Понятие и классификация дискретных асу
- •X(t) – сигнал рассогласования, входной сигнал иэ;
- •X*(t) – импульсный сигнал с выхода иэ; y(t) – выходной сигнал
- •1.1.2. Виды импульсной модуляции. Теорема Котельникова-Шеннона
- •1.1.3. Примеры дискретных систем
- •1.2. Математическое описание дискретных систем
- •1.2.1. Решетчатые функции
- •1.2.2. Разностные уравнения
- •1.2.3. Понятие о z-преобразовании
- •Сигнал на выходе пиэ
- •Между выражениями (1.12) и (1.14) существует аналогия
- •1.2.5. Математическая модель импульсного элемента
- •1.2.6. Частотные характеристики импульсного звена
- •1.2.7. Модель формирующего элемента и импульсной асу
- •1.2.8. Передаточные функции импульсных асу
- •1.3. Устойчивость и качество дискретных систем
- •1.3.1. Условия устойчивости
- •1.3.2. Критерии Найквиста и Михайлова
- •1.3.3. Показатели качества импульсных систем
- •1.4. Синтез дискретных систем
- •1.4.1. Замена дискретной системы эквивалентной непрерывной системой
- •1.4.2. Цифровые пид-регуляторы
- •1.4.3. Особенности реализации дискретной коррекции
- •1.5. Основные понятия о цифровых асу
- •Часть 2. Лабораторный практикум
- •1.1. Общие сведения о дискретной асу, квантовании и модуляции
- •1.2. Структурные схемы дискретных асу
- •2. Порядок выполнения работы
- •2.1. Моделирование процесса квантования по уровню
- •2.2. Моделирование процесса квантования по времени
- •2.3. Моделирование кодо-импульсной модуляции
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Решение разностных уравнений
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Решение разностных уравнений с помощью характеристического полинома
- •1.2. Решение разностных уравнений с помощью z-преобразования
- •2. Методические указания
- •2.1. Задание и таблица вариантов
- •2.2. Задание и таблица вариантов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Расчет и исследование импульсной асу
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Методика построения математической модели линейной иасу
- •1.2. Последовательность расчета и моделирования иасу на примере
- •2. Методические указания
- •2.1. Задание и таблица вариантов
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •1. Краткие теоретические сведения
- •Аср температуры в эп
- •1.2. Параметрическая идентификация ор по переходной характеристике (кривой разгона)
- •1.3. Синтез аср температуры в рабочем пространстве эп
- •1.3.1. Синтез аср температуры с непрерывным регулятором
- •1.3.2. Синтез аср температуры с шим-регулятором
- •2. Методические указания
- •2.1. Задание и таблица вариантов
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Теория автоматического управления импульсные асу
- •49600, Днепропетровск, пр. Гагарина, 4
2.2. Моделирование процесса квантования по времени
Для изучения способа квантования по времени необходимо составить S-модель, приведенную на рис. 1.8. Блок экстраполятора нулевого порядка Zero-Order Hold выполняет дискретизацию входного сигнала по времени. Параметр Sample time – величина шага дискретизации по времени.
Выполните дискретизацию по времени с различным шагом (табл. 1.3) и сделайте вывод о его влиянии на отклонение квантованного сигнала от исходного.
Рис. 1.8. Схема S-модели для исследования АИ-модулятора
Таблица вариантов 1.3
№ вар. |
Sample time |
№ вар. |
Sample time |
1 |
0,5; 0,25 |
11 |
1,2; 0,6 |
2 |
0,7; 0,35 |
12 |
0,5; 0,25 |
3 |
0,8; 0,4 |
13 |
1,3; 0,65 |
4 |
0,4; 0,2 |
14 |
0,7; 0,35 |
5 |
0,9; 0,45 |
15 |
1,1; 0,55 |
6 |
0,6; 1,3 |
16 |
0,8; 0,4 |
7 |
1,0; 0,5 |
17 |
0,4; 0,2 |
8 |
1,1; 0,55 |
18 |
0,9; 0,45 |
9 |
1,2; 0,6 |
19 |
0,6; 1,3 |
10 |
1,3; 0,65 |
20 |
1,0; 0,5 |
2.3. Моделирование кодо-импульсной модуляции
Для изучения кодо-импульсной модуляции необходимо составить S-модель, приведенную на рис. 1.9. Блоки Uniform Encoder (АЦП) и Uniform Decoder (ЦАП) – цифровые элементы. Для проведения исследований необходимо выбрать разрядность АЦП и ЦАП – параметр bits в соответствии с вариантом (табл. 1.4). Сделайте вывод о влиянии разрядности цифровых элементов на отклонение квантованного сигнала от исходного.
Рис. 1.9. Схема S-модели для изучения кодо-импульсной модуляции
Таблица вариантов 1.4
№ вар. |
bits |
№ вар. |
bits |
№ вар. |
bits |
№ вар. |
bits |
1 |
3; 4 |
11 |
6; 8 |
6 |
8; 10 |
16 |
3; 9 |
2 |
2; 3 |
12 |
2; 3 |
7 |
9; 12 |
17 |
7; 9 |
3 |
5; 7 |
13 |
4; 8 |
8 |
5; 8 |
18 |
9; 12 |
4 |
7; 9 |
14 |
5; 7 |
9 |
3; 9 |
19 |
3; 4 |
5 |
6; 8 |
15 |
5; 8 |
10 |
4; 8 |
20 |
2; 5 |
Контрольные вопросы
Какие системы автоматического управления относят к дискретным?
Как осуществляется дискретизация непрерывного сигнала?
Что такое решетчатая функция?
Что называется квантованием? Перечислите и дайте определение способам квантования и соответствующим АСУ.
Что называется модуляцией?
Какой вид модуляции лежит в основе импульсных АСУ?
Какой вид модуляции лежит в основе цифровых АСУ?
Опишите структуру релейной и импульсной АСУ.
С помощью какого блока пакета Simulink может быть реализован процесс квантования по уровню?
С помощью каких блоков пакета Simulink может быть реализован процесс дискретизации по времени?
