Особливості дискретних систем

Загальні відомості

Лекція №1

Після закінчення другої світової війни настав період швидкого розвитку цифрових обчислювальних машин завдяки тому, що їх застосування для наукових розрахунків забезпечує високу точність і швидкодію, а також гнучкість і універсальність, якими не володіють аналогові машини. Застосування імпульсного принципу передачі сигналів в САК дозволило створити прості, чутливі і ефективні засоби керування. Імпульсні методи дозволяють керувати великою потужністю за допомогою малопотужних вимірюючих елементів з високою чутливістю, а також зменшувати вплив навантаження на чутливі прилади.

Використання імпульсних і цифрових елементів в САК дозволяє розділити в часі роботу окремих частин системи, що являється найбільшою перевагою цифрових САК. Розділення в часі дає можливість використовувати один і той же елемент системи для виконання декількох функцій. Оскільки інформація представлена у вигляді імпульсів, вона може бути легко закодована, сигнали в цифрових САК використовуються і передаються у вигляді цифрового коду, що забезпечує майже безпомилкову передачу інформації навіть при наявності перешкод. Єдиною перешкодою при передачі сигналів з цифровим кодуванням являється похибка квантування.

Перші промислові системи, які використовували цифрове керування, з’явилися в авіаційній промисловості на початку 50-х років.

Цифрові методи доцільно використовувати для керування різноманітними процесами. Наприклад, в хімічній промисловості, на нафтопереробних заводах, фармацевтичних лабораторіях і т.д., тобто там де велика кількість інформації повинна оброблятися як вручну так і автоматично.

Існує два типи автоматичних систем: неперервні та дискретні. Дискретні включають в себе: імпульсні, цифрові, релейні.

Дискретною називається САК, якщо до її складу входить хоча б одна ланка дискретної дії. Ланка дискретної дії (дискретний елемент) – це ланка, вихідна величина якої змінюється дискретно, тобто стрибкоподібно, навіть при плавній зміні вхідної величини.

Дискретний елемент перетворює безперервні сигнали на дискретні. Це перетворення здійснюється за рахунок квантування сигналів за рівнем, часом або рівнем і часом.

Квантування за рівнем полягає в перетворенні безперервного сигналу у ступінчастий з фіксованими рівнями ступенів – дискретними рівнями (рис. 1, а). У найпростішому випадку квантування за рівнем здійснюється релейним елементом, вихідна величина якого може набувати скінченну кількість фіксованих рівнів – звичайно два (), або три ().

Квантування за часом є перетворенням безперервного вхідного сигналу на ступінчастий за рахунок фіксації рівнів вхідного сигналу в дискретні моменти часу (рис. 1, б) або на послідовність імпульсів параметри яких (амплітуда, ширина, частота тощо) визначаються величиною вхідного сигналу в дискретні моменти часу. Період дискретизації може бути сталим або змінним.

Внаслідок одночасного квантування за рівнем і за часом вхідний сигнал змінюється дискретно у фіксовані моменти часу і може набувати лише значень, що визначаються дискретними рівнями (рис. 1. в).

Залежно від виду квантування дискретні системи бувають трьох типів: релейні (квантування за рівнем), імпульсні (квантування за часом), цифрові (квантування за рівнем і за часом).

Дата добавления: 2014-01-07