Электронные цифровые элементы автоматических систем
Прерывистость может возникать и в случае непрерывного поступления входных сигналов за счет прерывания, например сигнала рассогласования или других сигналов внутри следящей системы. Это имеет место, когда в состав системы входит микропроцессор (цифровой процессор обработки сигнала), выходные данные которого выдаются дискретно, с тактом, характерным для каждого цифрового процессора обработки… Читать ещё >
Электронные цифровые элементы автоматических систем (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Общие сведения о цифровых автоматических системах
Многие автоматические системы действуют при прерывистом поступлении информации о задающем воздействии. Причиной этого является обычно импульсный режим работы устройства. Так, если в состав импульсной гидролокационной станции входит автоматическое дальномерное устройство, то сигналы о текущем значении дальности поступают на следящие системы только во время приема отраженных импульсов. В импульсном режиме осуществляется многоканальная гидроакустическая связь при временном разделении каналов. Некоторые гидронавигационные устройства работают в импульсном режиме и т. д.
Прерывистость может возникать и в случае непрерывного поступления входных сигналов за счет прерывания, например сигнала рассогласования или других сигналов внутри следящей системы. Это имеет место, когда в состав системы входит микропроцессор (цифровой процессор обработки сигнала), выходные данные которого выдаются дискретно, с тактом, характерным для каждого цифрового процессора обработки сигналов.
Точность, которая может быть достигнута в прерывистой системе, из-за прерывистости поступления информации всегда хуже той, которую можно получить от аналогичной непрерывной системы.
Чтобы «заполнить» перерывы, внутри системы устанавливают различные «запоминающие» (фиксирующие или экстраполирующие) устройства. Их назначение состоит в том, чтобы на основе предшествующих данных о процессе регулирования «предсказать» ход процесса на время перерыва сигнала в точке установки устройства. Для «запоминания» в системах автоматики применяют пиковые детекторы, амплитудные детекторы со сбросом, расширители импульсов, запоминающие (интегрирующие) конденсаторы (устройства выборки хранения) и т. д.
Отличие цифровых систем от прерывистых или, как чаще их называют, дискретных состоит в том, что данные, выдаваемые микропроцессором, квантованы по уровню. Однако это отличие во многих практических случаях не является существенным, поскольку число градаций, выдаваемых микропроцессором, может быть достаточно большим. По этой причине иногда не делают различий между дискретными и цифровыми системами.
Отметим, что при анализе дискретных систем используется математический аппарат уравнений в конечных разностях и z-преобразование.
Рис. 3.1 Функциональная схема цифровой автоматической системы
Функциональная схема цифровой автоматической системы показана на рис. 3.1. Цифровая автоматическая система включает аналоговый коммутатор (мультиплексор) (АК), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) между которыми включен цифровой процессор обработки сигналов (ЦПОС). ЦПОС осуществляет сравнение задающего воздействия xз (t) с поступающим по цепи обратной связи значением регулируемой величины y (t) (задающее воздействие xз (t) и значение регулируемой величины y (t) могут быть представлены не только в аналоговой, но и в цифровой форме) и дальнейшую цифровую обработку сигнала (ЦОС) рассогласования z (t). Отметим, что в большинстве ЦПОС аналоговый мультиплексор, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи входят в состав микропроцессора в виде устройств ввода и вывода данных. Прерывистость в такой системе обусловлена прерыванием информации внутри системы, поскольку микропроцессор выдает результаты вычислений в виде отсчетов (дискрет) в определенные тактовые моменты времени.