Особенности систем управления с ЭВМ

Обобщенная функциональная схема системы с ЭВМ в контуре управления изображена на рисунке 8.1 [13].

Непрерывный входной сигнал X_в(t_n) объекта управления с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) дискретизуется в момент времени t_к (преобразуется в цифровую форму) и обрабатывается в соответствии с алгоритмом управления.

Управляющая цифровая последовательность U(t_n) цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) в аналоговое входное воздействие U(t) объектом управления.

Функциональная схема позволяет выделить ряд особенностей систем управления с ЭВМ.

1. Информация о поведении объекта управления поступает на ЭВМ лишь в дискретные моменты времени. Поэтому между моментами дискретизации система является разомкнутой.

Замыкание обратной связи происходит лишь в моменты времени t_n.

2. Для ЭВМ характерна последовательность выполнения операций обработки информации и, как следствие, в СУ с ЭВМ существует временное запаздывание τ между моментами выборки выходной информации от объекта X_в(t_n) и формированием управляющей последовательности U(t_n+τ).

3. Управляющее воздействие U(t) на объект определяется не только алгоритмом управления, но зависит и от схемы функционирования ЦАП.

Непрерывные СУ лишены этих недостатков.

Система с ЭВМ не может обеспечить качество функционирования замкнутой системы лучше, чем непрерывная.

Однако алгоритм цифрового управления по сравнению с аналоговой реализацией обладает рядом преимуществ. Это:

- высокая точность реализации нелинейных алгоритмов управления;

- помехозащищенность цифровых каналов связи;

- наличие ЭВМ позволяет легко комбинировать различные алгоритмы управления и др.

Кроме того, развитие цифровой техники идет по пути увеличения быстродействия процессоров и объема памяти, возможности исполнения параллельных вычислений обеспечивают способность функционирования систем с ЭВМ в реальном масштабе времени.

Режим реального времени означает, что временная задержка τ пренебрежимо мала по сравнению с интервалом дискретизации .

К системам с ЭВМ предъявляются следующие требования:

- осуществление вычислений с точностью, позволяющей системе выполнять свои функции;

возможность производить обработку входной информации в темпе работы системы и др.