Особенности дискретного управления. Работа дискретных систем связана с воздействием, передачей и преобразованием последовательности импульсов. В отдельные точки ДС сигналы управления поступают в некоторые заданные или произвольные промежутки времени. Характерной чертой любой ДС является наличие импульсных элементов (ИЭ), с помощью которых осуществляется преобразование непрерывных величин в последовательности дискретных сигналов.

Современная теория управления располагает универсальным методом исследования дискретных систем на основе специального математического аппарата - дискретного преобразователя Лапласа, который позволил максимально приблизить методологию исследования ДС к методологии исследования непрерывных систем. Однако работа ДС связана с квантованием непрерывных сигналов и теория управления дискретными системами имеет особенности, обусловленные наличием в этих системах импульсных элементов.

При квантовании по уровню непрерывный сигнал х(t) преобразуется в последовательность дискретных сигналов, фиксированных в произвольные моменты времени при условии Dx = const. Системы, в которых используются сигналы, квантованные по конечному числу уровней (часто 2-3 уровня), называются релейными системами. Квантование по уровню является нелинейным преобразованием сигналов, следовательно, релейные системы относятся к классу нелинейных систем.

При квантовании по времени сигналы фиксируются в дискретные моменты времени Dt = const. При этом уровни сигнала могут принимать произвольные значения. Системы, реализующие квантование сигналов по времени, называются импульсными системами (ИС). Квантование по времени осуществляется импульсным элементом, который в частном случае пропускает входной сигнал х(t) лишь в течение некоторого времени.

При квантовании по уровню и по времени непрерывный сигнал заменяется дискретными уровнями, ближайшими к значениям непрерывного сигнала в дискретные моменты времени Dt = const. Дискретные системы, реализующие сигналы, квантованные по уровню и по времени, называются релейно-импульсными, или цифровыми. В этих системах квантование по уровню и по времени осуществляется кодоимпульсным модулятором или цифровым вычислительным устройством.

Решетчатой функцией называется функция, получающаяся в результате замены непрерывной переменной на дискретную, определенную в дискретные моменты времени nТ, n=0,1, 2, … Непрерывной функции x(t) соответствует решетчатая функция х(nТ), где Т – период квантования, при этом непрерывная функция является огибающей решетчатой функции. При заданном значении периода квантования Т непрерывной функции x(t) соответствует однозначная решетчатая функция х(nТ). Однако обратного однозначного соответствия между решетчатой и непрерывной функцией в общем случае не существует, так как через ординаты решетчатой функции можно провести множество огибающих.

Отсчеты по шкале времени удобно вести в целочисленных единицах периода квантования Т. С этой целью вместо переменной t непрерывной функции введем новую переменную t=t/T, при этом непрерывной функции x(t) будет соответствовать решетчатая функция х(n) º x n .

Импульсная модуляция. Последовательность импульсов в ИС подвергается импульсной модуляции. Процесс импульсной модуляции состоит в изменении какого-либо параметра периодически повторяющихся импульсов. Применительно к немодулированной последовательности импульсов (рис. 5.1.1, а) такими параметрами являются амплитуда импульсов А, длительность bT, и период повторения Т. Величина, определяющая закон модуляции, называется модулирующей величиной.

Если по закону изменения модулирующей величины изменяется амплитуда импульсов, то модуляция называется амплитудно-импульсной (АИМ), если изменяется ширина - широтно-импульсной (ШИМ), при изменении периода - временно-импульсной модуляцией (ВИМ).

К дискретным системам относятся – импульсные, цифровые и релейные.

В импульсных системах производится квантование сигнала по времени.

В релейных осуществляется квантование по уровню.

В цифровых и по времени и по уровню.

Для описания дискретных систем используются разностные уравнения.

Дискретные системы отличаются от обычных систем, тем, что в их состав помимо обыкновенных звеньев входят звенья осуществляющие одно или несколько квантований.

Линейная импульсная система состоит из одного или нескольких элементов и непрерывной части.

Для описания дискретных сигналов применяют решётчатую функцию.

НЭ – импульсный элемент.

Для импульсных систем в основном применяют 3 вида квантования сигнала по времени:

амплитудно-импульсная модуляция (амплитуда импульса  входному сигналу)

Широтно-импульсная модуляция (широта импульса  входному сигналу)

Фазоимпульсная модуляция (фаза импульса  входному сигналу)

Во всех случаях период чередования импульсов является постоянным

В случае амплитудно-импульсной модуляции (рис б) длительность каждого импульса постоянна, имеет одинаковое значение и обозначается  Т (0 <  < 1). Амплитуда импульсов принимает значения x

 = им / T – скважность

Для единичного импульса, помещённого в начало координат и имеющего длительность Т можно записать

S1(t) = 1(t) – 1(t - T)

Выходная величина импульса будет определятся значением x.

Аргумент (t - nT) означает сдвиг каждого импульса на величину nT

от начала координат.

В случае широтно-импульсной модуляции изменяется ширина импульса.

 n T – не должна превышать значение периода Т. аМ  1, х(t) < М

Величина импульса с остается постоянной и для “+” и для ”-”.

S1(t) = 1(t) – 1(t -  n T) – широтно-импульсная модуляция.(рис. г)

Фазоимпульсная модуляция.

При фазоимпульсной модуляции амплитуда импульса с и длительностью Т остаются постоянными. При этом вводится переменный сдвиг импульса по времени относительно каждого периода.

 n = ах aM  1 - 

В цифровых системах управления к квантованию по времени добавляется ещё и квантование по уровню. Если обозначим за h – размер одной ступеньки квантования по уровню, тогда величина каждого значения решётчатой функции будет представляться числом ступеней: y = k*h*sign x

k – число ступеней h (целое)

Значение решётчатой функции y запоминается на весь период квантования.

22. Импульсные системы управления.

Рассмотрим импульсную систему с амплитудно-импульсн. модуляцией.

Разомкнем эту систему и расчленим условно импульсный элемент на 2 части:

┴(идеальный квантователь) - дает решетчатую ф-ию, определенную в дискретный момент времени nT

S 1 (t) придает каждому импульсу Передаточ. и решетчатой функции определенную длительность

Импульсные системы описываются разностными уравнениями: Δf[n] =f – f[n] – первая разность решетчатой функции . Первая разность от Δf[n] называется разностью 2-го порядка или второй разностью :

Δ 2 f[n] =Δf – Δf[n] Δ k f[n] =Δ k -1 f – Δ k -1 f[n] – разность произвольного порядка.

Всякое соотношение, связывающее решетчатую функцию f[n] и её разности до некоторого порядка «k» называются разностными урав-ми .

Передаточная функция разомкнутой цепи импульсной системы – это отношение выходной величины к входной при нулевых начальных условиях.

W * (q, ε) =
.

В общем случае перед. ф-ия импульсной цепи

W * (q, ε) =

Всоответствии со свойствамиD-преобразований, передаточная ф-ия W * (q, ε) будет периодической вдоль мнимой оси.

т.к. ф-ия периодическая, то она будет определятся в полосе -π< ώ > π, -∞<α>∞ , ω=ώt – относительная частота

Передаточная ф-ия м.б. найдена и через Z-преобразования:

W * (Z, ε) =

Преобразование (6) отображает основную полосу -π< ώ > π на плоскости z, причем отрезок мнимой оси q=jώ в интервале -π< ώ > π отображается в окружности единичного радиуса z=e jώ , а левая часть этой полосы отображается – внутрь круга.

X 1 = a*sinωt X 2 = a*sin2ωt t=nT

АФЧХ разомкнутой импульсной системы определяется аналогично обыкновенной линейной системе:

W(S)→W(jω) g(t)=sinωt

Q=ST g[n]=sinώn n=t/T ώ=ωt

W * (jώ,ε)=W * (q, ε) – для импульсной системы.

По аналогии с непрерывными системами:

A * (ώ,ε) = │W * (jώ,ε)│ φ * (ώ,ε) = argW * (jώ,ε)

23. Нелинейные системы управления. Второй метод Ляпунова.

С т. зрения передачи и преобразования сигнала НЛ отлич. от линейных систем тем, что мгновенный коэфффициент передачи зависит от значения входного сигнала. САУ, содержащие звенья, динамика которых описывается НЛ дифференц. уравнениями относят к НЛ системам .

НС-динамика к-х описывается нелин-ми диф ур-ми, это сис-мы, имеющие нелинейную стст-ю хар-ку.

Систему можно представить в виде соединения из 2-х элементов:

можно свести к:

ЛЧ описывается обычными диф ур-ми с пост-ми коэфф-ми.

НЭ является безинерционным и его выходная величина и вход. величина связаны связаны между собой НЛ алгебраическим уравнением. Нелинейность обусловлена нелинейностью статической характеристики одного из элементов системы.

Нелин-е стат-ие хар-ки делятся на жесткие и гибкие.

Гибкие (не имеющие изломов)

Жесткие (к-ые апроксимирыются кусочно-линейными ф-ми)

звено с насыщением

звено с зоной нечув-ти

звено с мертвым ходом (люфт)

Релейные хар-ки.

Теория устойчивости нелинейных систем впервые была предложена Ляпуновым.

Невозмущенное движение устойчиво, если при достаточно малых нелинейных возмущениях, вызванное им возмущенное движение сколь угодно мало отличается от невозмущенного. При этом движение асимптотически устойчиво, если при t→∞ возмущенное движение→к невозмущенному.

Под невозмущ. движением Ляпунов понимал любой, интересующий нас в отношении устойчивости режим работы системы. Невозмущ. движению в фазовом пространстве соответствует начало координат. Этим режимом м. б. как установившийся статический или динамический, так и не установившийся. В качестве возмущения Ляпунов понимал только ненулевые нач. условия.

Ляпунов разработал 2 метода исследования нелинейных систем:

1метод применим только для исследования устойчивости в малом систем, т.е. к системам, к которым полностью применима линейная теория. Линейная система получается в результате линеаризации НЛ системы. Когда линеаризованная система находится на границе устойчивости, то об устойчивости исходной НЛ системы ничего нельзя сказать (м.б. устойчива или неустойчива, в зависимости от вида нелинейности).

2 метод – «прямой» метод. Достаточное условие сходимости : возмущенное движение асимптотически устойчиво, если можно указать такую знакоопределен. ф-ию V(ф-ия, которая при всех значениях переменной имеет один и тот же знак, а в нач. коорд. превращ. в ноль), производная от которой по t, определенная на основании диф. уравнения системы, так же явл. знакоопределен. функцией, но противоположного знака.

Знакоопределенной назыв-ся ф-ия, к-ая при всех знач-х переменных имеет один один знак, а в начале координат обращается в нуль.

При синтезе модального дискретного управления обычно предполагается, что объект управления (ОУ) задан своими уравнениями в переменных состояния, например, вида

где элементы матрицы A и векторов b и c имеют известные численные значения.

Однако при модальном управлении, в отличие от схемы, изображенной на рис. 2, в ЦВ вместо кодов управляемой переменной поступают формируемые АЦП также с периодом T коды, соответствующие значениям всех переменных состояния, ОУ, которые измеряются специальными датчиками.

Дискретное модальное управление, по аналогии с непрерывным, ищется в виде

Коэффициенты необходимо выбрать таким образом, чтобы корни характеристического уравнения замкнутой системы (4), (5) имели заданные значения.

Управление (5) является идеализированным в том смысле, что оно не учитывает указанных выше затрат времени в управляющем устройстве на измерение и преобразование сигналов, а также на расчет управления. Следовательно, управление (5), как отмечалось выше, можно применять, если указанные затраты времени, по крайней мере на порядок, меньше периода квантования T , и их влиянием на свойства системы управления можно пренебречь.

Для вывода соотношений, позволяющих вычислить значения коэффициентов в равенстве (5), найдем уравнение дискретной системы с модальным управлением. Для этого подставим равенство (5) в уравнение (4). В результате будем иметь

Отсюда следует, что характеристический полином замкнутой системы (6) определяется выражением

С использованием свойств определителей правую часть этого равенства можно представить так

Характеристический полином заданного объекта управления (4). При этом полином имеет степень и содержит ровно n произвольных коэффициентов,

Степень характеристического полинома замкнутой системы также равна т.е. равна числу варьируемых коэффициентов в управлении (5). Поэтому выбором этих коэффициентов можно обеспечить любые заданные значения корней характеристического полинома (8) или (9).

В общем случае это можно осуществить, если объект (4) является полностью управляемым, т. е. если, где матрица. При этом процедура расчета коэффициентов из (5) полностью аналогична этой процедуре в непрерывном случае (см. § 7.2).

В частности, если заданное уравнение (4) объекта представлено в канонической управляемой форме , то полином

В этом случае коэффициенты в соответствии с выражениями (9) - (11) определяются по формулам

где - коэффициенты желаемого полинома, корни которого равны заданным (желаемым) полюсам замкнутой системы.

Пример 1. Для объекта

найти управление (5), при котором корни характеристического уравнения замкнутой системы будут равны, .

Решение. Прежде всего, отмечаем, что в данном случае уравнение объекта представлено в канонической управляемой форме, поэтому коэффициенты его характеристического полинома равны; , а корни, . Так как один из корней больше единицы по модулю, то заданный объект без управления является неустойчивым. Поэтому модальное управление должно быть стабилизирующим.

Желаемый полином, корни которого равны заданным, очевидно, имеет вид

В данном случае уравнение объекта представлено в канонической управляемой форме, поэтому по формулам (12) находим

Следовательно, искомое модальное управление определяется выражением

Проверим полученный результат. Подставляя найденное управление в уравнение (13) при, получим

Отсюда следует, что характеристический полином синтезированной системы равен

Таким образом, при найденном управлении корни характеристического уравнения (полюсы) замкнутой системы имеют заданные значения, т. е. качество процесса управления соответствует заданным полюсам.

Гонконг

В Гонконге компания с ограниченной ответственностью может быть учреждена путем регистрации Устава и Учредительного договора. Минимальное требуемое количество акционеров - один. Название компании должно заканчиваться на "Ltd." или "Limited". Это требование не распространяется на филиалы компании с ограниченной ответственностью.

Акционерами подобной компании бывают и физические лица, и корпорации, причем необязательно резиденты Гонконга. Заинтересованный партнер может найти их полные имена, гражданство, адреса у регистратора. В случае, когда требуется дополнительная конфиденциальность, такая фирма может воспользоваться услугой номинальных директоров и акционеров. Их имена заносят в реестр акционеров (директоров), который хранится в Реестре компании в Гонконге.

Предприятия подобной организационно-правовой формы имеют зарегистрированный офис в Гонконге. В нем хранятся оригинал Свидетельства о регистрации, Сертификат о регистрации годовой деятельности и печать компании.

Компания обязана уплачивать налог на прибыль в размере 17,5 процентов от прибыли, получаемой из источников в Гонконге. Доход, полученный от операций за пределами Гонконга, может не облагаться налогом. Но только в случае, если такое решение примет Управление по налогам и сборам.

Классификация сигналов и систем

Система управления представляет собой множество взаимодействующих объектов, среди которых обычно выделяют объект управления, привод, датчики и управляющее устройство (регулятор). Обмен информацией между ними происходит с помощью сигналов. Различают аналоговые(англ. continuous-time) сигналы (рис. 1), определенные при любых значениях времени t внутри рассматриваемого интервала, и дискретные(англ. discrete-time) сигналы, определенные только в дискретные моменты времени (рис.1). Системы, в которых информация передается с помощью аналоговых сигналов, называются аналоговыми или непрерывными системами. Почти все объекты управления, с которыми сталкивается инженер в практической деятельности (например, суда, подводные лодки, самолеты, электродвигатели и т.п.) являются непрерывными. Для описания их динамики используются дифференциальные уравнения . Передача информации в дискретных системах осуществляется с помощью дискретных сигналов. Для описания дискретных систем используются разностные уравнения , которые определяют законы преобразования числовых последовательностей.

Дискретный по времени сигнал можно получить из аналогового периодическим замыканием ключа на очень короткое время в моменты t = k. Интервал времени T, через который отсчитываются значения непрерывного сигнала s(t) или i(t) на рис.2, называется интервалом дискретизации. Обратная величина 1/T (обозначим ее f d) называется частотой взятия отсчетов или частотой дискретизации. Отсчеты непрерывного сигнала следует брать с такой частотой (или через такой интервал времени), чтобы успевать отследить все, даже самые быстрые, изменения сигнала. Иначе, при восстановлении этого сигнала по дискретным отсчетам часть информации будет потеряна и форма восстановленного сигнала будет отличаться от формы исходного (рис. 2). Это означает, что звук на приеме, например, радиотехнического устройства (РТУ) будет восприниматься с искажениями.

Переход от аналогового или непрерывного сигнала к импульсной и цифровой форме позволяет резко повысить качество передачи информации, например, в РТУ. Поскольку передать импульс легче. Как бы он не исказился его все таки не потеряешь. Каким он придет на приемный конец не важно. Потому что импульсы просто подсчитываются. Цифровой сигнал представляет из себя комбинацию узких импульсов одинаковой амплитуды, выражающих в двоичном виде дискретные отсчеты сигнала.

В состав дискретных систем помимо типовых динамических звеньев входят одно или несколько звеньев, производящих квантование непрерывного сигнала в дискретный. Это или импульсный, или релейный элемент, или цифровое устройство. К дискретным системам управления относятся импульсные, релейные и цифровые. В импульсных системах производится квантование сигнала по времени, в релейных – по уровню, в цифровых – по времени и по уровню. Импульсная система состоит из импульсных элементов (одного или нескольких) и непрерывных частей, содержащих типовые динамические звенья. На рис.4 показано описание идеального импульсного элемента.

Импульсные элементы, производящие квантование (прерывание) сигнала по времени, позволяют получать весьма большие коэффициенты усиления по мощности. Кроме того, при импульсном режиме уменьшается расход потребляемой энергии системы. Примерами импульсных систем могут служить системы радио и оптической локации, системы с частотными датчиками и др. Релейные системы автоматического управления можно отнести, как и импульсные, к системам прерывистого действия, но их существенное отличие от импульсных состоит в том, что релейные системы по своему принципу являются нелинейными системами. В релейных системах моменты времени, в которые происходит замыкание и размыкание системы, заранее неизвестны; они определяются внутренними свойствами самой системы. Этим обусловливаются основные особенности динамики процессов регулирования в релейных системах. Благодаря простоте реализации и приемлемому качеству работы релейные системы получили широкое распространение в бытовой технике, например, системы регулирования температуры в холодильниках или нагрева электрического утюга и др. К цифровым системам относятся системы автоматического управления и регулирования, в замкнутый контур которых включается цифровое вычислительное устройство, что позволяет реализовать сложные алгоритмы управления. Включение цифрового вычислительного устройства в контур системы управления сопряжено с преобразованием непрерывных величин в дискретные на входе и с обратным преобразованием на выходе. При достаточно высокой тактовой частоте работы вычислительного устройства (по сравнению с инерционностью системы) во многих случаях можно производить расчет цифровой системы в целом как непрерывной. В общем случае цифровая система автоматического управления является нелинейной дискретной системой. Примерами цифровых систем служат системы, содержащие в своем составе компьютеры, разнообразные микропроцессорные системы управления и т.д. Дискретные системы имеют большое значение в современной технике.

Термином цифровые системы (англ. sampled-data systems ) будем обозначать системы, в которых цифровой регулятор используется для управления непрерывным объектом. Поскольку такие системы включают непрерывные и дискретные элементы, их часто также называют непрерывно-дискретными или аналого-цифровыми или просто дискретными СУ . Цифровые системы представляют собой особый класс систем управления. Наличие разнородных элементов вызывает значительные сложности при математическом описании процессов. Анализ и синтез цифровых систем с помощью классических методов, разработанных для непрерывных или дискретных систем, дает, как правило, только приближенные решения. Бывают разомкнутые и замкнутые системы (рис.5). Цель управления в обоих случаях - обеспечить требуемые значения управляемых величин (это может быть курс судна, глубина погружения подводного аппарата, скорость вращения турбины и т.п.). В разомкнутой системе компьютер получает только командные сигналы (задающие воздействия), на основе которых вырабатываются сигналы управления, поступающие на объект. Использование такого (программного) управления возможно только в том случае, если модель процесса известна точно, а значения управляемых величин полностью определяются сигналами управления. При этом невозможно учесть влияние внешних возмущений и определить, достигнута ли цель управления. В замкнутых системах используется обратная связь , с помощью которой управляющий компьютер получает информацию о состоянии объекта управления. Это позволяет учитывать неизвестные заранее факторы: неточность знаний о модели про

Рис. 5. Разомкнутая и замкнутая цифровая система.

Рассмотрим подробно компьютер, входящий в состав замкнутой цифровой системы управления (рис. 6).

Здесь и далее аналоговые сигналы обозначаются сплошными линиями, а дискретные (числовые последовательности) - точечными. Аналоговые входные сигналы (задающие воздействия, сигнал ошибки, сигналы обратной связи с датчиков) поступают на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где преобразуются в цифровую форму (двоичный код). В большинстве случаев АЦП

выполняет это преобразование периодически с некоторым интервалом T , который называется интервалом квантования или периодом квантования . Таким образом, из непрерывного сигнала выбираются дискретные значения (выборка, англ. sampling ) e [k ] =e (kT ) при целых k = 0,1,K, образующие последовательность

тельность {e [k ]}. Этот процесс называется квантованием . Таким образом, сигнал на выходе АЦП можно трактовать как последовательность чисел. Вычислительная программа в соответствии с некоторым алгоритмом преобразует входную числовую последовательность {e [k ]} в управляющую последовательность {v [k ]}. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) восстанавливает непрерывный сигнал управления по последовательности {v [k ]}. Чаще всего ЦАП работает с тем же периодом, что и АЦП на входе компьютера. Однако для расчета очередного управляющего сигнала требуется некоторое время, из-за этого возни-

кает так называемое вычислительное запаздывание . На практике принято это запаздывание относить к непрерывной части системы и считать, что АЦП и ЦАП работают не только синхронно (с одинаковым периодом), но и синфазно (одновременно).

Дискретные системы автоматического управления

Дискретные системы - это системы, содержащие элементы, которые преобразуют непрерывный сигнал в дискретный. В дискретных системах сигналы описываются дискретными функциями времени.

Квантование - процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный. В зависимости от используемого вида квантования системы можно классифицировать:

Импульсные системы, использующие квантование по времени;

Релейные системы, использующие квантование по уровню;

Цифровые системы, использующие квантование по уровню и по времени (комбинированное квантование).

Квантование осуществляется с помощью импульсных модуляторов, релейных элементов, а также различного рода цифровых ключей.

Модуляция - процесс квантования по времени. В импульсных системах в основном используются следующие виды модуляции:

Амплитудно-импульсная (АИМ)- амплитуда импульса пропорциональна амплитуде входного сигнала (рис. 1а);

Широтно-импульсная (ШИМ)- широта импульса пропорциональна амплитуде входного сигнала (рис. 1б);

Фазоимпульсная (ФИМ)- фаза импульса пропорциональна амплитуде входного сигнала (рис. 1в).

В релейных системах управления используется импульсная манипуляция (ИМ), в цифровых системах используются кодоимпульсная модуляция (КИМ), при этом каждому значению амплитуды соответствует «пачка» импульсов, представляющая код амплитуды передаваемого сигнала. Этот метод квантования обладает хорошей помехоустойчивостью и широко используется в цифровых системах управления.

На рис. 2 приведен пример, иллюстрирующий процесс передачи дискретных сообщений с использованием кодоимпульсной модуляции.

При этом квантование по времени определяется тактовой частотой управляющей ЭВМ, а квантование по уровню осуществляется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

Импульсный элемент (ИЭ). Математическое описание импульсного элемента

Импульсный элемент - устройство для преобразования непрерывного сигнала в последовательность модулированных импульсов.

Импульсный элемент может быть представлен в виде двух частей: идеального импульсного элемента и формирователя импульсов.

Идеальный импульсный элемент (рис. 3) преобразует непрерывный

сигнал в последовательность идеальных импульсов в виде (t) -функций, площади которых пропорциональны амплитуде передаваемого сигнала.

Для выходного сигнала импульсного элемента можно записать следующее соотношение

где x - решетчатая функция, которая представляет собой значение непрерывной функции в дискретные моменты времени.

При x(t) = 1(t)

Для любого x(t)

Это физически не реализуемо и является математической идеализацией, вводимой для упрощения исследования дискретных систем.

Реальный импульсный элемент (рис. 4) - импульсный элемент с конечной длительностью импульса. Он состоит из идеального импульсного элемента и формирователя.

Формирователь преобразует идеальные импульсы в импульсы длительности - T

Импульс конечной длительности можно представить в виде (рис. 5)

Функция веса формирующего звена представляет собой импульс длительностью - T, ее можно представить как сумму двух единичных функций противоположного знака, сдвинутых на T

Передаточная функция формирователя имеет вид

Формирователь при = 1 называется фиксатором (или экстраполятором нулевого порядка), при этом его передаточная функция равна

Рассмотрим импульсный элемент при = 1 (рис. 6).

Если на вход подается аналоговый сигнал, то на выходе получаем ступенчатый сигнал. Рассмотрим схему (рис. 7), состоящую из АЦП и ЦАП:

Если на вход схемы поступает аналоговый сигнал, то на выходе АЦП получаем код, значение которого соответствует амплитуде входного сигнала, а на выходе ЦАП получаем ступенчатый сигнал.

Таким образом, для того, чтобы представить процессы в цифровых системах необходимо использовать идеальный ИЭ и фиксатор. Импульсную систему можно представить в виде идеального импульсного элемента и непрерывной инерционной части, а цифровую систему в виде реального импульсного элемента и непрерывной инерционной части. Характерная схема импульсной системы управления приведена на рис. 8.

Цифровая система автоматического управления (рис. 9) состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), цифро-аналогового преобразова-теля (ЦАП), цифрового автомата (ЦА) и объекта управления.

Эту схему можно представить в виде, изображенном на рис. 10.

При этом цифровой автомат реализует алгоритм управления в реальном масштабе времени (K a (z) - передаточная функция алгоритма), т. е. в течение интервала времени равного периоду дискретности -Т.

В цифровой системе квантование по уровню осуществляется с помощью АЦП, а по времени задается цифровым автоматом. Выходной преобразователь одновременно является экстраполятором нулевого порядка, сигнал на его выходе в течение периода дискретности является постоянным.