Avtomatlantirish va boshqaruv

9 – Amaliyot. Ko’p o’lchamli obyektlar strukturalari. Ko’p o’lchamli boshqarish tizimlari

Raqamli tizimlardan foydalanish analog boshqaruv tizimlarining asosiy kamchiliklarini bartaraf etadi. Shunga qaramasdan, raqamli boshqaruv tizimlaridan keng foydalanish hali ham yuqori narx va cheklangan tezlik bilan to'sqinlik qilinishini ta'kidlash lozim.

Zamonaviy raqamli nazorat tizimlarining matematik tavsifi va tahlillari analog tizimlarni tahlil qilish usullariga asoslanadi. Shuning uchun biz raqamli boshqaruv tizimlarining dizaynini va hisoblash jarayonida yuzaga keladigan xususiyatlarga tayanamiz. Raqamli boshqaruv tizimining blok diagrammasi Analog kuzatuv tizimi blok diagrammasi quyidagicha (1-rasm). Bunday ACSning asosiy vazifasi, x (t) tizimining chiqish signali orasidagi minimal xilma-xillikni ta'minlash, masalan, raketaning haqiqiy traektori va g (t) kirish signali - bu harakatning traektori tomonidan berilgan.

1-rasm
Transfer funktsiyasi H (p) bilan filtri ob'ektning harakatlanish dinamikasi va nazorat qilish tizimida ishlayotgan n (t) interferentsiyalari tufayli xatoni kamaytirish talabini inobatga olgan holda aniq tanlangan. Bunday holda, H (p) uzatish funktsiyasi tizimning ishlashini yaxshilash uchun maxsus bo'lgan ikkala elementni va belgilangan uzatish funktsiyalari mavjud bo'lgan asboblarni, masalan, raketani boshqarish mexanizmini hisobga oladi. Raqamli boshqaruv tizimiga aylantirilganda, bizga tanish bo'lgan dvigatellarni boshqarish tizimini nazarda tuting (2-rasm).

2-rasm
Bunday tizimning tahlili shuni ko'rsatadiki, asosiy noaniq element filtrdir. Kamroq darajada, iqlim ta'sirida o'zgarishlar bilan, kuch-kuchaytirgichning xususiyatlari va vosita o'zgarishi. Shunday qilib, ko'rib chiqilayotgan tizimning barqarorligini oshirish uchun birinchi navbatda analog filtrni raqamli bilan almashtirish maqsadga muvofiqdir. Bu quyidagicha amalga oshirilishi mumkin.
3-rasm
Kirish va chiqish signali g (t) va x (t) raqamli kodlarga aylantiriladi. Keyin filtri raqamli kompyuterda amalga oshirilishi mumkin. Chiqish kodlari analog signalga aylanadi. Bunday holda, tizim shakl 1da ko'rsatilgan shaklga ega bo'ladi. (3-rasm). Analog signallarni g (t) va x (t) ning raqamli rejimga o'tkazish va ADC analog-raqamli çevirgichlari yordamida amalga oshiriladi. Raqamli filtrda bir xil operatsiyalar analog filtrda bo'lgani kabi amalga oshiriladi, masalan, integratsiya yoki tuzatish. Odatda bunday filtr maxsus raqamli kompyuter sifatida qo'llaniladi. Raqamli-analog konvertorda raqamli filtrning chiqishidagi raqamlar quvvat kuchaytirgichiga etkazilgan kuchlanishga aylantiriladi. Bunday holda, tizim butunlay raqamli bo'lishi mumkin. Misol uchun, agar dvigatel sun'iy yo'ldosh piyolasini qo'zg'atadigan bo'lsa, vosita va antenna o'rniga radiatsiyaviy naqsh raqamli boshqaruviga ega bo'lgan bosqichli antennalarga ega bo'lishi mumkin. Ammo, bu bunday tizimning qiymatini sezilarli darajada oshirib, natijada ishlashni yaxshilashga olib keladi. Shu sababli, haqiqiy raqamli nazorat tizimlari odatda analog aktuatorlarni o'z ichiga oladi va barcha filtrlash va tuzatish diapazonlari raqamli shaklda amalga oshiriladi. Shunday qilib, raqamli nazorat tizimining blok diagrammasi shakl 1da ko'rsatilgan shaklni oladi. (4-rasm).

4-rasm
Shunday qilib, raqamli kompyuterda asosiy nazorat operatsiyalarini amalga oshirish uchun analog kirish signali g (t) ni raqamli shaklga aylantirish kerak, ya'ni. uni ma'lum bir vaqt oralig'i bilan kelgan kodlar ketma-ketligi shaklida ifodalash mumkin (4-rasm). Bunday transformatsiyalar ikki bosqichni o'z ichiga oladi: amplituda kvantlash va vaqtni kvantlash.