U sistemima automatskog upravljanja koriste se dvije glavne metode prijenosa i pretvaranja signala - kontinuirani i diskretni. At kontinuirano Metoda, svaka trenutna vrijednost signala se prenosi i pretvara i kada diskretno– signal kvantovan po vremenu ili nivou.

Postoje tri tipa kvantizacije signala: po vremenu, po nivou i istovremeno po vremenu i nivou. Sistemi automatskog upravljanja u kojima se odvija proces vremenske kvantizacije signala nazivaju se impulsni. Sistemi u kojima se vrši kvantizacija nivoa su relejni (pozicioni) sistemi automatskog upravljanja. Sistemi u kojima se odvija proces kvantizacije signala po vremenu i nivou nazivaju se digitalni automatski sistemi menadžment.

Rad diskretnih sistema povezan je sa prijenosom i transformacijom niza impulsa. Razvoj metoda za proračun diskretnih upravljačkih sistema prvenstveno je povezan sa upotrebom digitalnih računarskih uređaja u upravljačkoj petlji. Informacije koje se obrađuju u digitalnim računarskim uređajima predstavljaju kombinacije električnih impulsa ili takozvane kombinacije kodova. Prilikom korišćenja digitalnog računara kao kontrolera potrebno je u sklopu upravljačkog sistema predvideti uređaje koji konvertuju kontinuirane signale u kombinacije kodova za unos u digitalni računar, kao i uređaje koji pretvaraju kodove u kontinuirane signale za izlaz upravljačkih radnji iz digitalnog kompjutera. Dakle, struktura diskretnog sistema je kombinacija analognog dijela i impulsnog elementa.

Impulsni element je modulator impulsa koji konvertuje kontinuirano promjenljiv ulazni signal x(t) u niz moduliranih impulsa y(t). Razne vrste modulacije su prikazane na sl. 35. Sa modulacijom pulsne amplitude AIM kontinuirani signal se pretvara u niz impulsa konstantnog trajanja i perioda ponavljanja T, čija je amplituda proporcionalna amplitudi kontinuiranog signala.

Rice. 35. Ulazni i izlazni signali impulsnih elemenata razne vrste:

A. – ulazni signal; b. – izlazni signal impulsnog elementa sa AIM;

V. – izlazni signal impulsnog elementa sa PWM.

Sa modulacijom širine impulsa PWM kontinuirani ulazni signal se pretvara u niz impulsa konstantne amplitude i perioda ponavljanja, čije je trajanje proporcionalno veličini ulaznog signala.

Prisustvo impulsnog elementa u strukturi diskretnog sistema dovodi do činjenice da svaki diskretni sistem reaguje na spoljašnji kontinuirani uticaj viška energije u diskretnim, ekvidistantnim trenucima vremena. Prilikom analize diskretnih sistema, kontinuirana funkcija vremena f(t) zamijenjena rešetkastom funkcijom f, čije se vrijednosti mijenjaju na diskretnim ekvidistantnim vrijednostima nezavisno od varijable t. Između ovih vrijednosti, rešetkasta funkcija je nula (slika 36).

Rice. 36. Vrste funkcija:

a – kontinuirano; b – rešetka.

Baš kao što je brzina promjene kontinuirane funkcije karakterizirana njenim prvim izvodom, stopa promjene rešetkaste funkcije karakterizirana je njenom prvom razlikom

. (2.141)

Množenje lijeve i desne strane sa T, dobijamo

Slično i druga razlika

. (2.143)

Ako je rad kontinuiranih sistema opisan običnim diferencijalnim jednadžbama koje sadrže funkciju i njene derivate, onda se rad diskretnih sistema opisuje jednačinom konačne razlike, ili jednačinom razlike koja sadrži funkciju rešetke i njene razlike.

Aperiodična veza 1. reda u kontinuiranim sistemima opisuje se diferencijalnom jednačinom oblika

. (2.144)

U diskretnim sistemima, ova veza je opisana jednačinom razlike oblika

. (2.145)

Metode za rješavanje razlika i diferencijalnih jednačina su slične. Za rješavanje običnih diferencijalnih jednadžbi pri proračunu kontinuiranih sistema široko se koristi metoda operatora zasnovana na Laplaceovim transformacijama. Za rješavanje razlika jednadžbi koristi se slična metoda,

na osnovu diskretne transformacije Laplace.

Kraj rada -

Ova tema pripada sekciji:

Kontrolni sistemi

Šumarski institut Syktyvkar je ogranak savezne državne budžetske obrazovne ustanove visokog stručnog obrazovanja. Univerzitet po imenu S. M. Kirov..

Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

ŠTA JE DISKRETNA PROPORCIONALNA KONTROLA?

Prvo, vrlo kratak uvod u proporcionalnu komandu. Ako se položaj bilo kojeg aktuatora na modelu, na primjer volana čamca, mijenja prema zakonu promjene položaja upravljačke poluge odašiljača, tada se kaže da model izvršava proporcionalnu naredbu od operatera. Najčešće, i to je prirodno, ovisnost položaja aktuatora o položaju upravljačkog elementa postaje linearna (direktno proporcionalna).

U proporcionalnoj opremi, po pravilu, koriste modulacija širine impulsa(PWM). Širina modulirajućih komandnih impulsa u predajniku se mijenja kako se mijenja položaj kontrolne poluge. Model demodulator generiše signal koji pomera radni element aktuatora u skladu sa širinom modulacionih impulsa primljenog PWM signala.

U nekim slučajevima, korisno je (sa gledišta jednostavnosti i cijene opreme za radio upravljanje) koristiti diskretno proporcionalno upravljanje za upravljanje određenim modelom. Tako, na primjer, za uključivanje, isključivanje i okretanje (promjenu smjera rotacije rotora) elektromotora modela dovoljne su samo diskretne komande, ali za upravljanje upravljačkim mehanizmom potrebna je proporcionalna komanda. Kretanje takvog modela je mnogo prirodnije, upravljivije je, a voziti ga je mnogo lakše i ugodnije. Koder diskretno-proporcionalnog upravljačkog sistema je projektovan tako da može istovremeno generisati i diskretne i proporcionalne komande. O ovom tipu enkodera ćemo dalje razgovarati.

DISKRETNI PROPORCIONALNI KONTROLNI MODUL

Njegov dijagram je prikazan na sl. 1. Pretpostavimo da kada je napon napajanja uključen, motor varijabilni otpornik R3 i pokretni kontakt prekidača SA1 su u srednjem položaju. Visok nivo se pojavljuje na invertujućem izlazu (pin 2) okidača DD3 (slika 2c), koji će omogućiti da samo impuls koji se dovodi na kombinovana dva gornja ulaza elementa DD4.2 prođe do baze tranzistora VT1.

Rice. 1. Šematski dijagram diskretni proporcionalni enkoder

Nakon nekog vremena, impulsi generatora takta (sastavljen je na elementima DD1.1 i DD1.2) će početi da pristižu na ulaz osmobitnog registrator pomaka DD2.1, DD2.2 i na gornji ulaz elementa DD4.2. Nivo 1 će se pojaviti naizmjenično na izlazu registra DD2.1 (slika 2,b) će pokrenuti jednokratni uređaj sastavljen na elementima DD1.3,DD1.4 se pojavljuju na izlazu pretvarača DD4.3, koji će doći do baze tranzistora VT1 (slika 2.d). Trajanje ovog impulsa ovisi o položaju promjenjivog otpornika R3. Ovaj dio izlaznog signala će biti proporcionalna komanda.

Rice. 2. Vremenski dijagrami rada M4 modula

Čim je izlaz 4 registra DD2.2 visok, oba registra će se vratiti u početno stanje a na direktnom izlazu okidača DD3 nivo će se promeniti sa 0 na 1 (slika 2d). To znači da je element DD4.1 spreman da prenese impulse takta na izlaz. Na izlaz će proći pet impulsa - od 11. do 15. komande “Stop” (slika 2, e). Od 16. taktnog impulsa, cijeli proces koji se razmatra za formiranje proporcionalnog impulsa i komandnih signala “Stop” će se ponoviti.

Ako tijekom rada enkodera operater promijeni položaj promjenjivog otpornika R3, tada će se promijeniti trajanje proporcionalnog impulsa. Prilikom pomicanja klizača otpornika R3 udesno prema dijagramu, trajanje će se povećati. Kada je klizač u krajnjem desnom položaju, trajanje jednokratnog signala je 10 ms, u srednjem položaju je 6 ms, au krajnjem lijevom položaju 2 ms. Otpornik R2 ograničava minimalno trajanje impulsa. Prilikom promjene trajanja impulsa monostabila, pomiče se opadanje impulsa, a ne njegova prednja ivica.

U poziciji 1 prekidača SA1 svaka grupa će imati četiri takta, što odgovara komandi “Naprijed” u poziciji 3, u grupi će biti tri impulsa – naredbi “Nazad”.

MPN-1 se koristi kao prekidač SA1 u koderu; Prikladan je i bilo koji drugi mali s tri položaja i jednim smjerom. Varijabilni otpornik RZ-SPO-0,5 grupa A.

Da biste podesili modul, spojite osciloskop na CT1, uključite napon napajanja modula i odaberite otpornik R2 (klizač promjenljivog otpornika R3 bi trebao biti u lijevom položaju prema dijagramu) kako biste postigli proporcionalno trajanje impulsa od 2 ms. Pomaknite klizač otpornika R3 u desnu poziciju i provjerite maksimalno trajanje impulsa. Nakon toga, provjerite da li broj impulsa u grupi odgovara u sva tri položaja prekidača SA1.

DISKRETNI PROPORCIONALNI DEKODER MODUL

Naravno, stalno "hvatanje" željenog kursa jahte, neizbježno s diskretnom kontrolom upravljanja, kao što je opisano u prethodnom dijelu, vrlo je zamorno za operatera. Stoga je sasvim prirodno željeti proporcionalno kontrolirati volan, a diskretne komande su dovoljne za kontrolu kretanja naprijed i nazad. Već smo razmotrili takav koder - M4, a sada ćemo vam reći o dekoderu za njega. Na sl. 3 prikazuje njegov dijagram strujnog kola. Razmotrimo proces dekodiranja naredbe na primjeru komande "Stop" i proporcionalnog impulsa upravljanja.

Rice. 3. Šematski dijagram diskretno-proporcionalnog dekodera

U početnom stanju (u nedostatku ulaznih impulsa), svi izlazi registara DD3.1, DD3.2, DD5.1, DD6.1, DD6.2 imat će nivo 0, što odgovara "Stop" komanda. Budući da položaj volana modela odgovara položaju klizača otpornika R5 (klizač otpornika je mehanički spojen na upravljač), pretpostavimo da su u srednjem položaju - "Volan ravno".

Prvi proporcionalni impuls pojavio se na izlazu pretvarača DD1.1 (slika 4,a). Pokrenut će jednokratni uređaj sastavljen na elementima DD1.2, DD1.3 i ići na brojni ulaz C registara DD3.1, DD3.2, kao i na gornji ulaz elementa DD2.2 u krug. Pošto će u ovom trenutku drugi ulaz ovog elementa biti nivo 1, impuls neće proći kroz element. Na kraju impulsa, nivo 1 će se pojaviti na izlazu 1 registra DD3.1.

Nakon vremena od 5T (slika 4, b), nivo 1 će se pojaviti na izlazu monostabila (izlaz elementa DD1.3), a registar DD3.1 će biti postavljen u prvobitno stanje.

Rice. 4. Vremenski dijagrami modula M16

Tada će se na izlazu pretvarača DD1.1 pojaviti komandni signali “Stop”, od kojih će prvi ponovo pokrenuti monostabilne DD1.2, DD1.3. Komandni impulsi će uzrokovati da se nivo 1 naizmjenično pojavljuje na izlazima registara DD3.1, DD3.2. Nivo 1 sa izlaza 3 registra DD3.1 (slika 4, c) će uzrokovati pojavu visokog nivoa na izlazu 1 registara DD5.1, DD6.1, čime će se dozvoliti prolaz kanalnog impulsa kroz element DD2. 2. Nakon vremena od 5T duž signalne ivice prvog udarca (slika 4,b), registri DD3.1, DD3.2 će biti postavljeni u početno stanje.

Pozitivan proporcionalni impuls koji se pojavi na izlazu elementa DD2.2 će ovoga puta pokrenuti drugu jednokratnu jedinicu, sastavljenu na elementima DD4.2 i DD4.3. Trajanje njegovog impulsa ovisi o kapacitetu kondenzatora C3 i otporu otpornika R3, R5. Ako pretpostavimo da je puls ovog jednostrukog vibratora po trajanju tačno jednak ulaznom proporcionalnom impulsu, tada će antifazni impulsi, ali identični po amplitudi i trajanju, djelovati na krajnjim terminalima otpornika R4 (sl. 4, e, f ). Stoga će se na izlazu - na pinu 55 modula - pojaviti konstantan napon jednak polovini napona napajanja, tj. nema signala neusklađenosti.

Ako su trajanja različita, signal neusklađenosti jednog ili drugog polariteta će se pojaviti na pinu 55, ovisno o tome da li je ulazni proporcionalni impuls duži ili kraći. Motor upravljačkog motora će se okretati u tom smjeru sve dok se otpornik R5 ne pomakne u poziciju u kojoj signal neusklađenosti postane nula.

Na kraju proporcionalnog impulsa, sklop sastavljen na elementima DD2.3 i DD2.4 će generisati kratak impuls (slika 4, g), koji će vratiti registar DD5.1 ​​u početno stanje (nivo 0). na izlazu 1). To znači da je element DD2.2 zatvoren. Nakon 5T vremena, registri DD3.1, DD3.2 će se vratiti u prvobitno stanje.

Tada će druga grupa komande “Stop” stići na ulaz modula i cijeli proces o kojem je bilo riječi će se ponoviti.

Predlaže se samostalno razmatranje procesa dekodiranja naredbi "Naprijed" i "Nazad", kako bez smetnji tako i sa njima. Treba uzeti u obzir da se upravljački napon prve komande pojavljuje nakon četvrte grupe na pinu 53 modula, a druge - na pinu 54.

U zaključku, napominjemo da komandni signali “Stop”, “Naprijed” i “Reverse” istovremeno služe kao takt impulsa proporcionalnih impulsa.

Otpornici R3, R4 u modulu-SPZ-1. Kao otpornik R4 u upravljačkom mehanizmu koristi se otpornik iz opreme Supronar.

"Modularna oprema za radio kontrolu." Objavio FOSAAF. 1988

Rad diskretnih sistema povezan je sa uticajem, prenosom i transformacijom niza impulsa. Upravljački signali stižu u pojedinačne tačke DS-a u određenim određenim ili proizvoljnim vremenskim intervalima. Karakteristična karakteristika svakog DS-a je prisustvo impulsnih elemenata (IE), uz pomoć kojih se kontinuirane količine pretvaraju u sekvence diskretnih signala.

Savremena teorija upravljanja ima univerzalnu metodu za proučavanje diskretnih sistema zasnovanu na posebnom matematičkom aparatu – diskretnom Laplasovom transformatoru, koji omogućava da se metodologija proučavanja dinamičkih sistema što više približi metodologiji proučavanja kontinuiranih sistema. Međutim, rad DS je povezan sa kvantizacijom kontinuiranih signala, a teorija upravljanja diskretnim sistemima ima karakteristike zbog prisustva impulsnih elemenata u ovim sistemima.

x = konst. Sistemi koji koriste signale kvantizovane u konačan broj nivoa (često 2-3 nivoa) nazivaju se relejni sistemi. Kvantovanje po nivou je nelinearna transformacija signala, dakle, relejni sistemi pripadaju klasi nelinearnih sistema, kontinualni signal x(t) se pretvara u niz diskretnih signala fiksiranih u proizvoljnom vremenu;

t = konst. U ovom slučaju, nivoi signala mogu poprimiti proizvoljne vrijednosti. Sistemi koji implementiraju vremensku kvantizaciju signala nazivaju se impulsni sistemi (IS). Vremensko kvantovanje se vrši pomoću impulsnog elementa, koji u određenom slučaju emituje ulazni signal x(t) samo neko vreme

t = konst. Diskretni sistemi koji implementiraju signale kvantizovane po nivou i vremenu nazivaju se relejno-pulsni ili digitalni. U ovim sistemima, kvantizacija nivoa i vremena se vrši pomoću modulatora impulsnog koda ili digitalnog računarskog uređaja. puta.

Rešetkasta funkcija je funkcija koja nastaje zamjenom kontinuirane varijable diskretnom, definiranom u diskretnim vremenima nT, n=0,1, 2, ... Kontinuirana funkcija x(t) odgovara rešetkastoj funkciji x(nT) , gdje je T period kvantizacije, u ovom slučaju, kontinuirana funkcija je omotač funkcije rešetke. Za datu vrijednost perioda kvantizacije T, kontinuirana funkcija x(t) odgovara jednovrijednoj rešetkastoj funkciji x(nT). Međutim, u općem slučaju ne postoji obrnuta jedna-na-jedan korespondencija između funkcije rešetke i kontinuirane funkcije, budući da se kroz ordinate rešetkaste funkcije može povući mnogo omotača.

xn.) će odgovarati rešetkastoj funkciji x(n) =t/T, dok se kontinuirana funkcija x(Očitavanja na vremenskoj skali prikladno izvode u cijelim jedinicama perioda kvantizacije T. U tu svrhu, umjesto varijable t kontinuirane funkcije, uvodimo novu varijablu

Impulsna modulacija i period ponavljanja T. Količina koja određuje zakon modulacije naziva se modulirajuća veličina. Proces impulsne modulacije sastoji se od promjene bilo kojeg parametra periodično ponavljajućih impulsa. U odnosu na nemoduliran impulsni niz (slika 5.1.1, a), takvi parametri su amplituda impulsa A, trajanje

Ako se, prema zakonu promjene modulirajuće veličine, mijenja amplituda impulsa, tada se modulacija naziva impulsno-amplitudna modulacija (APM), ako se mijenja širina naziva se pulsno-širinska modulacija (PWM), a kada se period se menja, naziva se pulsno-vremenska modulacija (TPM).

Vrsta modulacije u kojoj se parametri impulsnog niza mijenjaju ovisno o vrijednostima modulirajuće veličine u fiksnim jednako razmaknutim vremenima naziva se pulsna modulacija prve vrste (slika 5.1.1, c). U ovom slučaju, modulirani parametar, amplituda, širina impulsa ili frekvencija, određena je vrijednošću modulirajuće veličine u jednako raspoređenim diskretnim trenucima u vremenu.

Vrsta modulacije u kojoj se modulirani parametri impulsnog niza mijenjaju u skladu sa trenutnom vrijednošću modulirajuće veličine naziva se impulsna modulacija druge vrste (slika 5.1.1, d). U ovom slučaju, modulirani parametar se mijenja tokom životnog vijeka impulsa.

Parametri impulsnih elemenata (IE) koji vrše uzorkovanje u sistemima upravljanja analogni signali i pulsna modulacija.

Pojačanje ki impulsnog elementa je omjer vrijednosti moduliranog pulsnog parametra i vrijednosti ulaznog signala xin(t) u odgovarajućoj diskretnoj tački u vremenu. Na primjer, pojačanje amplitudnog impulsnog elementa je ki = A/xin, gdje je A amplituda impulsa, xin je odgovarajuća diskretna vrijednost ulazne veličine.

Period ponavljanja impulsa /T.0 = 2T ili frekvencija ponavljanja impulsa

Trajanje impulsa - radni ciklus impulsa, koji pokazuje koji dio perioda ponavljanja impulsa zauzima trajanje impulsa, gdje je =

Oblik impulsa S(t) može biti pravougaoni, trokutasti, sinusoidni, eksponencijalni, itd.

Karakteristika impulsnog elementa je ovisnost vrijednosti moduliranog pulsnog parametra o odgovarajućim diskretnim vrijednostima ulazne veličine. Može biti linearna ili nelinearna (na primjer, logaritamska), kao i kombinirana.

Impulsni elementi su različitog dizajna (mehanički, elektromehanički, fotoelektrični, elektronski). Impulsni element može biti ili jednostavan ključ ili bilo koji složeni uređaj, na primjer, kontroler. U praksi se najviše koriste amplitudski impulsni elementi koji vrše amplitudno-pulsnu modulaciju prve i druge vrste. U budućnosti ćemo razmatrati uglavnom impulsne sisteme sa amplitudnim impulsnim elementima prve vrste.

Impulsni sistemi takođe mogu biti linearni ili nelinearni. Kod linearnih IC-a se poštuje princip superpozicije: odgovor IC-a na zbir uticaja jednak je zbiru reakcija na svaki uticaj posebno. U ovim sistemima parametri impulsnog elementa ne zavise od spoljašnjih uticaja i varijabli koje karakterišu stanje sistema. Linearni IC-ovi uključuju, na primjer, impulsno-amplitudske sisteme sa linearnim kontinuiranim dijelom i sa linearnom karakteristikom impulsnog elementa. U budućnosti će se razmatrati linearni impulsni sistemi u kojima se IE može uključiti prije kontinualnog dijela, nakon njega ili između pojedinih dijelova kontinuiranog sistema. U zatvorenim IC-ovima, impulsni element može biti smješten u direktnom dijelu sistema, u kolu povratne informacije ili izvan zatvorene petlje.

ACS sa digitalnim računarima ili digitalnim računarskim uređajima (DCU) nazivaju se digitalni sistemi automatska kontrola ili digitalni automatski sistemi (DAS).

ŠTA JE DISKRETNA PROPORCIONALNA KONTROLA?

Prvo, vrlo kratak uvod u proporcionalnu komandu. Ako se položaj bilo kojeg aktuatora na modelu, na primjer volana čamca, mijenja prema zakonu promjene položaja upravljačke poluge odašiljača, tada se kaže da model izvršava proporcionalnu naredbu od operatera. Najčešće, i to je prirodno, ovisnost položaja aktuatora o položaju upravljačkog elementa postaje linearna (direktno proporcionalna).

U proporcionalnoj opremi se u pravilu koristi modulacija širine impulsa (PWM). Širina modulirajućih komandnih impulsa u predajniku se mijenja kako se mijenja položaj kontrolne poluge. Model demodulator generiše signal koji pomera radni element aktuatora u skladu sa širinom modulacionih impulsa primljenog PWM signala.

U nekim slučajevima, korisno je (sa gledišta jednostavnosti i cijene opreme za radio upravljanje) koristiti diskretno proporcionalno upravljanje za upravljanje određenim modelom. Tako, na primjer, za uključivanje, isključivanje i okretanje (promjenu smjera rotacije rotora) elektromotora modela dovoljne su samo diskretne komande, ali za upravljanje upravljačkim mehanizmom potrebna je proporcionalna komanda. Kretanje takvog modela je mnogo prirodnije, upravljivije je, a voziti ga je mnogo lakše i ugodnije. Koder diskretno-proporcionalnog upravljačkog sistema je projektovan tako da može istovremeno generisati i diskretne i proporcionalne komande. O ovom tipu enkodera ćemo dalje razgovarati.

DISKRETNI PROPORCIONALNI KONTROLNI MODUL

Njegov dijagram je prikazan na sl. 1. Pretpostavimo da kada je napon napajanja uključen, klizač promjenljivog otpornika R3 i pokretni kontakt prekidača SA1 su u srednjem položaju. Visok nivo se pojavljuje na invertujućem izlazu (pin 2) okidača DD3 (slika 2c), koji će omogućiti da samo impuls koji se dovodi na kombinovana dva gornja ulaza elementa DD4.2 prođe do baze tranzistora VT1.

Rice. 1. Šematski dijagram diskretno-proporcionalnog enkodera

Nakon nekog vremena, impulsi generatora takta (sastavljen je na elementima DD1.1 i DD1.2) počeće da pristižu na ulaz osmobitnog registra pomeranja DD2.1, DD2.2 i na gornji ulaz elementa DD4.2. Nivo 1 će se pojaviti naizmjenično na izlazu registra DD2.1 (slika 2,b) će pokrenuti jednokratni uređaj sastavljen na elementima DD1.3,DD1.4 se pojavljuju na izlazu pretvarača DD4.3, koji će doći do baze tranzistora VT1 (slika 2.d). Trajanje ovog impulsa ovisi o položaju promjenjivog otpornika R3. Ovaj dio izlaznog signala će biti proporcionalna komanda.

Rice. 2. Vremenski dijagrami rada M4 modula.

Čim se na izlazu 4 registra DD2.2 pojavi visok nivo, oba registra će se vratiti u prvobitno stanje i nivo na direktnom izlazu okidača DD3 će se promeniti sa 0 na 1 (slika 2d). To znači da je element DD4.1 spreman da prenese impulse takta na izlaz. Na izlaz će proći pet impulsa - od 11. do 15. komande “Stop” (slika 2, e). Od 16. taktnog impulsa, cijeli proces koji se razmatra za formiranje proporcionalnog impulsa i komandnih signala “Stop” će se ponoviti.

Ako tijekom rada enkodera operater promijeni položaj promjenjivog otpornika R3, tada će se promijeniti trajanje proporcionalnog impulsa. Prilikom pomicanja klizača otpornika R3 udesno prema dijagramu, trajanje će se povećati. Kada je klizač u krajnjem desnom položaju, trajanje jednokratnog signala je 10 ms, u srednjem položaju je 6 ms, au krajnjem lijevom položaju 2 ms. Otpornik R2 ograničava minimalno trajanje impulsa. Prilikom promjene trajanja impulsa monostabila, pomiče se opadanje impulsa, a ne njegova prednja ivica.

U poziciji 1 prekidača SA1 svaka grupa će imati četiri takta, što odgovara komandi “Naprijed” u poziciji 3, u grupi će biti tri impulsa – naredbi “Nazad”.

MPN-1 se koristi kao prekidač SA1 u koderu; Prikladan je i bilo koji drugi mali s tri položaja i jednim smjerom. Varijabilni otpornik RZ-SPO-0,5 grupa A.

Da biste podesili modul, spojite osciloskop na CT1, uključite napon napajanja modula i odaberite otpornik R2 (klizač promjenljivog otpornika R3 bi trebao biti u lijevom položaju prema dijagramu) kako biste postigli proporcionalno trajanje impulsa od 2 ms. Pomaknite klizač otpornika R3 u desnu poziciju i provjerite maksimalno trajanje impulsa. Nakon toga, provjerite da li broj impulsa u grupi odgovara u sva tri položaja prekidača SA1.

DISKRETNI PROPORCIONALNI DEKODER MODUL

Naravno, stalno "hvatanje" željenog kursa jahte, neizbježno s diskretnom kontrolom upravljanja, kao što je opisano u prethodnom dijelu, vrlo je zamorno za operatera. Stoga je sasvim prirodno željeti proporcionalno kontrolirati volan, a diskretne komande su dovoljne za kontrolu kretanja naprijed i nazad. Već smo razmotrili takav koder - M4, a sada ćemo vam reći o dekoderu za njega. Na sl. 3 prikazuje njegov dijagram strujnog kola. Razmotrimo proces dekodiranja naredbe na primjeru komande "Stop" i proporcionalnog impulsa upravljanja.

Rice. 3. Šematski dijagram diskretno-proporcionalnog dekodera.

U početnom stanju (u nedostatku ulaznih impulsa), svi izlazi registara DD3.1, DD3.2, DD5.1, DD6.1, DD6.2 imat će nivo 0, što odgovara "Stop" komanda. Budući da položaj volana modela odgovara položaju klizača otpornika R5 (klizač otpornika je mehanički spojen na upravljač), pretpostavimo da su u srednjem položaju - "Volan ravno".

Prvi proporcionalni impuls pojavio se na izlazu pretvarača DD1.1 (slika 4,a). Pokrenut će jednokratni uređaj sastavljen na elementima DD1.2, DD1.3 i ići na brojni ulaz C registara DD3.1, DD3.2, kao i na gornji ulaz elementa DD2.2 u krug. Pošto će u ovom trenutku drugi ulaz ovog elementa biti nivo 1, impuls neće proći kroz element. Na kraju impulsa, nivo 1 će se pojaviti na izlazu 1 registra DD3.1.

Nakon vremena od 5T (slika 4, b), nivo 1 će se pojaviti na izlazu monostabila (izlaz elementa DD1.3), a registar DD3.1 će biti postavljen u prvobitno stanje.

Rice. 4. Vremenski dijagrami modula M16.

Tada će se na izlazu pretvarača DD1.1 pojaviti komandni signali “Stop”, od kojih će prvi ponovo pokrenuti monostabilne DD1.2, DD1.3. Komandni impulsi će uzrokovati da se nivo 1 naizmjenično pojavljuje na izlazima registara DD3.1, DD3.2. Nivo 1 sa izlaza 3 registra DD3.1 (slika 4, c) će uzrokovati pojavu visokog nivoa na izlazu 1 registara DD5.1, DD6.1, čime će se dozvoliti prolaz kanalnog impulsa kroz element DD2. 2. Nakon vremena od 5T duž signalne ivice prvog udarca (slika 4,b), registri DD3.1, DD3.2 će biti postavljeni u početno stanje.

Pozitivan proporcionalni impuls koji se pojavi na izlazu elementa DD2.2 će ovoga puta pokrenuti drugu jednokratnu jedinicu, sastavljenu na elementima DD4.2 i DD4.3. Trajanje njegovog impulsa ovisi o kapacitetu kondenzatora C3 i otporu otpornika R3, R5. Ako pretpostavimo da je puls ovog jednostrukog vibratora po trajanju tačno jednak ulaznom proporcionalnom impulsu, tada će antifazni impulsi, ali identični po amplitudi i trajanju, djelovati na krajnjim terminalima otpornika R4 (sl. 4, e, f ). Stoga će se na izlazu - na pinu 55 modula - pojaviti konstantan napon jednak polovini napona napajanja, tj. nema signala neusklađenosti.

Ako su trajanja različita, signal neusklađenosti jednog ili drugog polariteta će se pojaviti na pinu 55, ovisno o tome da li je ulazni proporcionalni impuls duži ili kraći. Motor upravljačkog motora će se okretati u tom smjeru sve dok se otpornik R5 ne pomakne u poziciju u kojoj signal neusklađenosti postane nula.

Na kraju proporcionalnog impulsa, sklop sastavljen na elementima DD2.3 i DD2.4 će generisati kratak impuls (slika 4, g), koji će vratiti registar DD5.1 ​​u početno stanje (nivo 0). na izlazu 1). To znači da je element DD2.2 zatvoren. Nakon 5T vremena, registri DD3.1, DD3.2 će se vratiti u prvobitno stanje.

Tada će druga grupa komande “Stop” stići na ulaz modula i cijeli proces o kojem je bilo riječi će se ponoviti.

Predlaže se samostalno razmatranje procesa dekodiranja naredbi "Naprijed" i "Nazad", kako bez smetnji tako i sa njima. Treba uzeti u obzir da se upravljački napon prve komande pojavljuje nakon četvrte grupe na pinu 53 modula, a druge - na pinu 54.

U zaključku, napominjemo da komandni signali “Stop”, “Naprijed” i “Reverse” istovremeno služe kao takt impulsa proporcionalnih impulsa.

Otpornici R3, R4 u modulu-SPZ-1. Kao otpornik R4 u upravljačkom mehanizmu koristi se otpornik iz opreme Supronar.

Diskretni sistemi uključuju pulsne, digitalne i relejne.

U impulsnim sistemima, signal se kvantizira u vremenu.

Kod releja, kvantizacija se vrši po nivou.

Digitalno, i vremenski i nivo.

Jednačine razlike se koriste za opisivanje diskretnih sistema.

Diskretni sistemi se razlikuju od običnih sistema po tome što, pored običnih jedinica, uključuju jedinice koje provode jednu ili više kvantizacija.

Linearni impulsni sistem se sastoji od jednog ili više elemenata i kontinuiranog dijela.

Funkcija rešetke se koristi za opisivanje diskretnih signala.

NE – impulsni element.

Za impulsne sisteme uglavnom se koriste 3 tipa kvantizacije vremena signala:

modulacija amplitude impulsa (amplituda impulsa  ulazni signal)

Modulacija širine impulsa (širina impulsa  ulazni signal)

Impulsna fazna modulacija (faza impulsa  ulazni signal)

U svim slučajevima period izmjene impulsa je konstantan

U slučaju modulacije amplitude impulsa (slika b), trajanje svakog impulsa je konstantno, ima istu vrijednost i označava se  T (0<  < 1). Амплитуда импульсов принимает значения x

 = im / T – radni ciklus

Za jedan impuls postavljen na početku koordinata i koji ima trajanje T, možemo pisati

S1(t) = 1(t) – 1(t - T)

Izlazna vrijednost impulsa će biti određena vrijednošću x.

Argument (t - nT) znači pomak svakog impulsa za iznos nT

od porijekla.

U slučaju modulacije širine impulsa, širina impulsa se mijenja.

 n T – ne bi trebalo da prelazi vrijednost perioda T. aM  1, h(t)< М

Veličina impulsa c ostaje konstantna i za “+” i za “-”.

S1(t) = 1(t) – 1(t -  n T) – modulacija širine impulsa (sl. d).

Impulsna fazna modulacija.

Sa fazno-pulsnom modulacijom, amplituda impulsa c i trajanje T ostaju konstantni. U ovom slučaju, uvodi se promjenjivi vremenski pomak impulsa u odnosu na svaki period.

 n = ax aM  1 - 

U digitalnim upravljačkim sistemima, pored vremenske kvantizacije, dodaje se i kvantizacija nivoa. Ako sa h označimo veličinu jedne kvantizacije korak po nivo, tada će vrijednost svake vrijednosti rešetkaste funkcije biti predstavljena brojem koraka: y = k*h*sign x

k – broj koraka h (cijeli broj)

Vrijednost rešetkaste funkcije y se pamti za cijeli period kvantizacije.

22. Impulsni kontrolni sistemi.

Razmotrimo impulsni sistem sa amplituda-pulsom. modulacija.

Otvorimo ovaj sistem i podijelimo uslovno impulsni element na 2 dijela:

┴(idealni kvantizator) - daje funkciju rešetke određenu u diskretnom vremenu nT

S 1 (t) daje svaki impuls Prenos. i rešetkasta funkcija određenog trajanja

Impulsni sistemi su opisani jednadžbama razlike: Δf[n] =f – f[n] – prva razlika funkcije rešetke. Prva razlika od Δf[n] se zove razlika 2. reda ili druga razlika:

Δ 2 f[n] =Δf – Δf[n] Δ k f[n] =Δ k -1 f – Δ k -1 f[n] – razlika proizvoljnog reda.

Poziva se svaka relacija koja povezuje rešetkastu funkciju f[n] i njene razlike do nekog reda “k”. jednadžbe razlika.

Funkcija prijenosa otvorenog kruga pulsni sistem je odnos izlazne i ulazne vrednosti pod nultim početnim uslovima.

W * (q, ε) =
.

Općenito, prije funkcija pulsnog kola

W * (q, ε) =

IN U skladu sa svojstvima D-transformacija, prijenosna funkcija W * (q, ε) će biti periodična duž imaginarne ose.

jer funkcija je periodična, tada će se odrediti u opsegu -π< ώ > π, -∞<α>∞ , ω=ώt – relativna frekvencija

Prijenosna funkcija m.b. pronađeno i kroz Z-transformacije:

W * (Z, ε) =

Transformacija (6) prikazuje glavni opseg -π< ώ >π na z ravni, a segment imaginarne ose q=jώ u intervalu -π< ώ >π je prikazan u krugu jediničnog radijusa z=e jώ , a lijevi dio ove trake je prikazan unutar kruga.

X 1 = a*sinωt X 2 = a*sin2ωt t=nT

AFC odziv impulsnog sistema otvorene petlje određuje se slično kao kod običnog linearnog sistema:

W(S)→W(jω) g(t)=sinωt

Q=ST g[n]=sinώn n=t/T ώ=ωt

W * (jώ,ε)=W * (q, ε) – za impulsni sistem.

Po analogiji sa kontinuiranim sistemima:

A * (ώ,ε) = │W * (jώ,ε)│ φ * (ώ,ε) = argW * (jώ,ε)

23. Nelinearni sistemi upravljanja. Druga metoda Ljapunova.

Što se tiče prijenosa i konverzije NL signala, odličan je. od linearnih sistema tako da trenutni koeficijent prenosa zavisi od vrednosti ulaznog signala. ACS koji sadrži veze, čija je dinamika opisana NL diferencijalom. jednačine se odnose na NL sistemi.

NS-dinamika sistema je opisana nelinearnim diferencijalnim jednadžbama to su sistemi koji imaju nelinearnu karakteristiku.

Sistem se može predstaviti kao kombinacija 2 elementa:

može se svesti na:

Liga šampiona se opisuje uobičajenim diferencijalnim nivoima sa post koeficijentima.

NE je bez inercije i njegova izlazna vrijednost i ulaz. veličine su povezane algebarskom jednačinom. Nelinearnost je posljedica nelinearnosti statičkih karakteristika jednog od elemenata sistema.

Nelinearne karakteristike se dijele na krute i fleksibilne.

Fleksibilno (bez pregiba)

krute (koje su aproksimirane linearnim funkcijama po komadima)

veza zasićenja

vezu sa zonom neosetljivosti

veza sa povratnom reakcijom (odgovorom)

Karakteristike releja.

Teoriju stabilnosti nelinearnih sistema prvi je predložio Ljapunov.

Neporemećeno kretanje je stabilno ako se, za dovoljno male nelinearne perturbacije, poremećeno kretanje izazvano njime razlikuje onoliko koliko se želi od neporemećenog. U ovom slučaju, kretanje je asimptotski stabilno ako je na t→∞ poremećeno kretanje → na neporemećeno.

Pod nepomućenim kretanje Ljapunov je shvatio svaki način rada sistema koji nas zanima u odnosu na stabilnost. Neometano kretanje u faznom prostoru odgovara početku koordinata. Ovaj način bi mogao i stacionarno statično ili dinamičko, a ne stabilno stanje. Ljapunov je shvatio samo početne vrijednosti različite od nule kao poremećaje. uslovima.

Ljapunov je razvio 2 metode za proučavanje nelinearnih sistema:

1method primenljivo samo za proučavanje stabilnosti u malim sistemima, tj. na sisteme na koje je linearna teorija u potpunosti primjenjiva. Linearni sistem se dobija kao rezultat linearizacije NL sistema. Kada je linearizovani sistem na granici stabilnosti, onda se ništa ne može reći o stabilnosti originalnog NL sistema (može biti stabilan ili nestabilan, u zavisnosti od vrste nelinearnosti).

Metoda 2 - “direktna” metoda. Dovoljan uslov za konvergenciju: poremećeno kretanje je asimptotski stabilno ako se takav znak može specificirati. f-yu V (f-iya, koji za sve vrijednosti varijable ima isti predznak, a na početnoj koordinati prelazi u nulu), čiji se izvod u odnosu na t određuje na osnovu diferencijala. jednačine sistema, takođe yavl. definitivan znak. funkcije, ali suprotnog predznaka.

Funkcija se naziva definitivnim predznakom ako ima isti predznak za sve značajne varijable i nestaje u početku.