Импульсные САУ

Основные законы и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока

Закон ома, законы Кирхгофа, метод контурных токов и узловых потенциалов и прочая хренота

Импульсные САУ

Дискретной линейной системой автоматического регулирования называется система, в которую помимо звеньев, описываемых обыкновенными линейными дифференциальными уравнениями, входят одно или несколько звеньев, производящих квантование непрерывного сигнала в дискретный с помощью или импульсного элемента, или цифрового устройства. В импульсных системах производится квантование сигнала по времени, в цифровых - по времени и по уровню.
Линейной системой импульсного регулирования называется такая САУ, которая кроме непрерывной части, содержащей типовые динамические звенья, состоит из импульсных элементов (одного или нескольких), преобразующих непрерывное входное воздействие в равноотстоящие друг от друга по времени импульсы. Варианты выходных последовательностей импульсных звеньев приведены на рис. 8.1.

Рис.8.1. Линейные импульсные последовательности

Основным достоинством применения импульсных систем является то, что квантование (прерывание) сигнала по времени, позволяет получать весьма большие коэффициенты усиления по мощности. Кроме того, при импульсном режиме уменьшается расход потребляемой энергии системы, увеличивается помехозащищенность.
Цифровые системы строятся на базе комплекса средств вычислительной техники, основными элементами которого являются: ЦВМ, устройства ввода, устройства вывода. Устройствами ввода и вывода в случае состыковки с аналоговыми сигналами являются АЦП и ЦАП-ы, а в случае состыковки с цифровыми сигналами - порты и интерфейсы. В системах с ЦВМ, последние могут выполнять роли: регулятора, регулятора и устройства сравнения, корректирующего устройства или самого объекта. Во всех случаях ЦВМ предоставляет легко доступные информационные потоки, позволяющие кроме прямого управления осуществлять функции: контроля, оптимизации, координации и организации всех процессов.
В общем случае импульсная (цифровая) система состоит из импульcного элемента (ИЭ) и преобразованной непрерывной части (НЧ), приведенная функциональная схема которой представлена на рис.8.2.

Рис. 8.2. Функциональная схема импульсной системы

Процесс импульсной модуляции состоит в изменении по определенному временному закону какого-либо параметра периодически повторяющихся импульсов, как показано на рис.8.1. для линейных импульсных систем, где в зависимости от того, какой из параметров последовательности импульсов изменяется по закону изменения модулирующей величины представлена классификация только линейных импульсных систем:
- амплитудно-импульсную модуляцию - АИМ (амплитуда импульса пропорциональна входному сигналу: A = f(x);
- широтно-импульсную модуляцию - ШИМ (длительность импульса пропорциональна входному сигналу: Т_имп = f(x) при A = const;)
Кроме того, различают два рода импульсной модуляции. Если параметры последовательности импульсов изменяются в зависимости от значений модулирующей величины в фиксированные равноотстоящие друг от друга моменты времени, то такой вид модуляции называется импульсной модуляцией первого рода - АИМ 1-рода. Если же параметры последовательности импульсов изменяются в соответствии с текущим значением модулирующей величины, то такой вид модуляции называется импульсной модуляцией второго рода - АИМ 2-го рода (но эта классификация не ухудшает погрешностей расчетов). В нелинейных импульсных системах параметры импульсного элемента или непрерывной части системы зависят не только от внешнего воздействия, но и величин, характеризующих состояние системы (импульсные системы с переменными параметрами).