Основы радиоэлектроники

Системы передачи информации

Составление структурной схемы САУ с НЦУ и запись алгоритма цифрового управления

Одним из ценнейших функциональных преимуществ НЦУ является возможность точной реализации алгоритмов управления любой сложности. Однако в настоящее время большинство систем НЦУ являются цифровыми копиями традиционных аналоговых систем, поэтому все реальные системы НЦУ базируются на применении классических ПИ- и ПИД-алгоритмов управления.

Система автоматического регулирования с НЦУ (рис. 5) содержит объект управления и автоматический регулятор (очерчен штриховой линией). Роль последнего выполняет ЭВМ снабжённая рядом устройств, для преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую (АЦП), а также из цифровой формы в аналоговую (ЦАП). На рисунке 5 аналоговые сигналы обозначены как функции времени y(t), g(t), z(t). Соответствующие цифровые сигналы отличаются от них не только формой представления величин, но и дискретным характером изменения во времени. Изменения значений цифровых сигналов производится в моменты времени где Тд - интервал дискретности; i = 0, 1, 2, …

Цифровые сигналы обозначены на схеме как переменные с индексами y, g, z, причём y = y(nTд); g = g(nТд); z = z(nТд). Интервал дискретности Тд выбирается из условия: Тд £Ти.0,1, где Ти - постоянная времени интегрирования непрерывного регулятора. В нашем случае: Тд = 5,52/10 = 0,552 с.

Рис. 5. Структурная схема системы НЦУ

Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий автоматическое регулирование, может быть получен из уже найденного закона регулирования непрерывного регулятора.

Принимаем за исходный ПИ-закон:

(8.1)

где:1(t) - регулирующее воздействие на объект;

e(t) - сигнал ошибки,

e(t) = g(t) - y(t); Кр и Ти - параметры настройки непрерывного ПИ-регулятора.

Замена непрерывных сигналов цифровыми, взятыми в дискретные моменты, может быть проведена по следующей схеме:

e(t) ® e; u1(t) ® u1;

Здесь и ниже для удобства записи принимаем:

u=u;

ПИ-закон регулирования в цифровой форме имеет вид:

(8.2)

Более удобна для реализации на ЭВМ другая, так называемая скоростная форма этого алгоритма. Для её получения запишем значение u1 на предыдущем интервале дискретности:

Вычитая его из предыдущего, получим:

Отсюда:

После подстановки e = g - y; e = g - y получим:

Подставив значения всех постоянных коэффициентов, получим:

(8.3)

Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий компенсацию возмущающего воздействия, может быть получен на основании передаточной функции компенсатора следующим образом.

Пусть, например, сигнал компенсатора u2(t) подаётся на вход объекта (вместе с сигналом регулирования u1) и пусть передаточная функция компенсатора:

. (8.4)

Тогда соответствующее операторное выражение имеет вид:

и в дифференциальной форме записывается в виде:

Переход к цифровым сигналам, взятым в дискретные моменты времени, может быть проведён по следующей схеме:

В результате перехода получим:

Отсюда:

.

Подставив значения всех постоянных коэффициентов, получим:

Перейти на страницу: 1 2


Другое по теме:

Воздушные линии электропередачи Воздушной линией электропередачи (ВЛ) называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным изоляторами и арматурой к опорам или кронштейнам инженерны ...