Коррекция дискретных систем управления (стр. 1 из 2)
Реферат
Предмет: Теория автоматического управления
Тема: Коррекция дискретных систем управления
1. Способы дискретной коррекции
Коррекция дискретных систем управления по сравнению с непрерывными системами, имеет ряд отличительных особенностей это, прежде всего, большее разнообразие методов и средств.
Как и для непрерывных систем используют последовательную и параллельную коррекцию.
Для дискретных систем коррекция может быть выполнена за счет изменения как непрерывной, так и дискретной части системы (рис. 1).
 |
Коррекция непрерывной части. При последовательной коррекции непрерывной части корректирующее устройство включается в непрерывную часть контура управления, при этом корректирующее устройство меняет характеристики непрерывной части системы (рис. 2).
 |
Передаточная функция разомкнутой, непрерывной, скорректированной системы равна
(1)Передаточная функция замкнутой дискретной скорректированной системы равна
(2)Как видно из формулы, выделить передаточную функцию корректирующего звена в явном виде нельзя. Для определения передаточной функции корректирующего звена используют частотные методы.
Порядок расчета корректирующего звена для дискретной системы
1. Строим АФХ не скорректированной разомкнутой непрерывной –Kp(jw) и дискретной - K p* (jw) систем. Так как прерывание ухудшает динамику, то АФХ разомкнутой дискретной системы хуже, чем непрерывной (ближе к критической точке).
2. Рассчитываем корректирующее устройство для непрерывной системы
3. Строим АФХ скорректированных систем (разомкнутой непрерывной и дискретной).
4. Строим переходный процесс и определяем показатели качества. Если он удовлетворяет требуемому, то корректирующее устройство выбрано удачно, в противном случае корректирующее устройство синтезируется методом последовательных приближений.
Достоинство метода: простота реализации корректирующего устройства.
Недостаток метода: сложно определить структуру корректирующего устройства.
 |
Коррекция при помощи дискретной цепи. При последовательной коррекции с помощью дискретной цепи корректирующее устройство меняет характеристики дискретной части системы (рис. 4).
 |
Передаточная функция замкнутой скорректированной системы равна
(3)Применив метод билинейного преобразования, можно получить структуру передаточной функции корректирующего устройства в дискретной форме -Kk (z) аналогично, как и для непрерывных систем.
Передаточная функция корректирующего звена имеет вид
(4)Достоинство: простота определения структуры корректирующего звена.
Недостаток: сложность реализации структуры.
2. Реализация дискретных передаточных функций
Необходимость реализации дискретных передаточных функций может возникнуть при коррекции дискретных систем управления, при этом используются различные методы. Наиболее часто используют следующие методы: с помощью линий задержки; с помощью импульсных RC-цепей; с помощью методов цифрового моделирования (непосредственного, последовательного или параллельного программирования).
Реализация дискретных передаточных функций с помощью линий задержки
Дискретную систему можно представить с помощью схемы, приведенной на рис 5, если записать ее передаточную функцию в виде
(5)  |
Рис. 5
Приведенная схема, реализующая дискретную передаточную функцию, состоит из усилителей и элементов задержки на один такт.
Пример 1. Реализовать дискретную передаточную функцию с помощью линий задержки.
.Решение: Исходную передаточную функцию можно представить в виде
Передаточной функции соответствует структурная схема рис. 6.
 | |||
| y |
| x |
 |
Включение фиксатора последовательно звеном, реализующим передаточную функцию корректирующего устройства, упрощает структуру непрерывной части корректирующего устройства т. к. при этом на его входе не импульсы, а ступенчатый сигнал.
(6)На основании этого соотношения можно определить передаточную функцию непрерывного корректирующего устройства.
Для определения передаточной функции непрерывного корректирующего устройства соотношение (6) можно представить в виде
(7)Рассмотрим примеры
Пример 2. Реализовать дискретную передаточную функцию – Kk(z) с помощью импульсных RC- цепей.
Решение: Передаточную функцию непрерывного корректирующего устройства можно определить из соотношения.
Определим обратное z- преобразование
При этом
Полученная структура передаточной функции корректирующего устройства может быть реализована с помощью RC-цепи, схема которой приведена на рис. 8. Если T > t то получим передаточную функцию интегрирующего контура.
Пример 3. Реализовать дискретную передаточную функцию – Kk(z) с помощью импульсных RC- цепей
Решение: Передаточную функцию непрерывного корректирующего устройства можно определить из соотношения.
Определим обратноеz- преобразование
При этом
Это передаточная функция реального дифференцирующего звена, она может быть реализована с помощью RC-цепи, схема которой приведена на рис. 9.
 |  |
Передаточная функция этой цепи имеет вид
Реализации дискретных передаточных функций с помощью цифрового моделирования
Этот метод используется в цифровых системах управления содержащих в своем составе цифровое вычислительное устройство (микропроцессор ЦВМ, микро-ЭВМ, и т. д.). При этом передаточная функция корректирующего устройства реализуется путем изменения алгоритма функционирования цифрового автомата, т. е. методом программирования.
Этот метод обладает простотой, удобством и гибкостью. При этом используются следующие методы программирования:
- прямое (непосредственное) программирование;
- последовательное (итеративное) программирование;
- параллельное программирование.
Выбор метода зависит от объема памяти, необходимого для размещения постоянных коэффициентов (констант), исходных данных и команд, а также времени и точности вычислений (ошибок накопленных при округлении).
Метод непосредственного программирования
Необходимо реализовать передаточную функцию корректирующего устройства.
(8)