Непосредственное цифровое управление

Автоматические системы регулирования с цифровыми регуляторами

В этом разделе рассматривается система НЦУ, схема которой представлена на рис. 4.15. Цифровой регулятор в схеме НЦУ состоит из аналого-цифрового преобразователя АЦП, вычислительного устройства ВУ и цифроаналогового преобразователя ЦАП. В вычислительном устройстве ВУ осуществляется вычисление текущего значения регулирующего воздействия для каждого очередного шага, определяемого интервалом квантования Т. Таким образом, ВУ осуществляет преобразование по заданному закону последовательности чисел ошибки е[АТ] в последовательность чисел р[АГ], определяющих текущее значение регулирующего воздействия. Цифроаналоговый преобразователь ЦАП преобразует числовую последовательность [кТ] в непрерывное перемещение регулирующего органа р (/). В аналого-цифровом преобразователе АЦП ошибка регулирования е (/), равная разности между заданием $(/) и текущим значением >>(/) регулируемой величины, преобразуется в числовую последовательность е[АТ]. При этом, принимая во внимание высокую разрядность современных управляющих вычислительных машин, погрешностью округления чисел вследствие квантования непрерывного сигнала ошибки g (/) по уровню можно пренебречь. На схеме системы регулирования v (/) — аддитивная помеха, действующая на объект.

Рис. 4.15. Схема системы регулирования с цифровым регулятором

Анализ и синтез цифровых систем сопряжен с определенными трудностями в связи с тем, что к дискретным числовым последовательностям не могут быть непосредственно применены интегральные преобразования Лапласа и Фурье. Также для систем преобразования числовых последовательностей не может быть применен аппарат частотных характеристик. Отмеченные трудности могут быть преодолены путем представления реальной системы в виде эквивалентной модели, в которой числовые последовательности заменяются соответствующим образом подобранными последовательностями модулированных дельтаимпульсов, к которым могут быть применены преобразования Фурье и Лапласа, а системы преобразования числовых последовательностей (ВУ и ЦАП) заменяются системами преобразования модулированных дельта-импульсов.