Импульсные и цифровые методы в системах автоматического управления
Дискретные системы автоматического управления играют важную роль в современном приборостроении, технике управления и связи. Их преимуществами являются экономичность, высокие динамические характеристики, малый вес. Области их применения весьма разнообразны.
Важнейшим классом дискретных систем являются цифровые САУ. Первые результаты использования цифровых вычислительных машин (ЦВМ) в системах автоматического управления показали, что они обладают большой гибкостью и универсальностью по сравнению с аналоговой техникой. Вследствие этого цифровые средства управления стали широко применяться в САУ. Их использование позволило решать качественно новые задачи управления, реализовывать сложные алгоритмы управления, связанные с обработкой большого количества информации, которую трудно провести с помощью аналоговой техники. Усложнение алгоритма управления, реализуемого на базе аналоговой техники, неизбежно требует увеличения числа резисторов, конденсаторов и других элементов. В то же время аналогичное усложнение алгоритма управления в рамках цифровых систем приводит лишь к усложнению программы для ЦВМ. Цифровые системы обладают высокой помехоустойчивостью, так как сигналы в таких системах являются кодированными и передаются практически без ошибок (за исключением ошибки, вносимой квантованием по уровню). Использование ЦВМ в контуре управления позволяет применить методы нелинейного программирования, оптимального управления, теории самонастраивающихся систем.
При учете квантования сигналов по уровню математическая модель цифровой САУ оказывается принципиально нелинейной и весьма сложной для исследования. Вследствие этого процесс проектирования таких систем обычно разделяется на два этапа. На первом этапе используется линейное приближение - линейная импульсная система. При этом не учитывается операция квантования по уровню и производится линеаризация непрерывной части системы, если в этом есть необходимость. Использование линейных моделей цифровых САУ позволяет решать целый ряд важных вопросов их анализа и синтеза: исследовать зависимость показателей качества от параметров системы, проводить синтез алгоритмов управления, определять требования к формирующей алгоритм управления ЦВМ и т.д. В принципе, все исследование может заканчиваться выполнением только первого этапа.
На втором этапе исследования используется нелинейная математическая модель цифровой САУ. Она позволяет установить возможность возникновения незатухающих колебаний в системе, определить их параметры, область существования и т.д.
В данном курсе рассматривается динамика цифровых САУ на основе линейных математических моделей. При необходимости использования нелинейных математических моделей цифровых систем можно воспользоваться имеющейся к настоящему времени литературой.
Дата добавления: 2016-07-05; просмотров: 2090;