Министерство образования Российской Федерации
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра систем управления и технологических комплексов
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСКРЕТНЫХ САУ
Методические указания к выполнению
Лабораторной работы
Для студентов специальности
210200 - Автоматизация технологических
процессов и производств
всех форм обучения
Краснодар
Издательство КубГТУ
2005
Составитель: канд. техн. наук, доц.А.В.Нестеров
УДК 621.397
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСКРЕТНЫХ САУ: Метод. Указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210200 – Автоматизация технологических процессов и производств всех форм обучения/Кубан. гос. технол. ун-т; сост. А.В.Нестеров. Краснодар, 2005.-
Представлена методика моделирования типовых элементов дискретных САУ.
Библиогр.: 10 назв., рис.23.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Кубанского государственного технологического университета
Рецензенты: канд. техн. наук, доц. Ю.П.Добробаба
(Кубан.гос.технол. ун-т, кафедра Электроснабжения);
канд. техн. наук, доц. А.Г.Мурлин
(Кубан.гос.технол. ун-т, кафедра ВТ и АСУ);
1 Цель работы
Изучение основных понятий о дискретных САУ.
Изучение библиотеки типовых элементов дискретных САУ пакета расширения Simulink.
Моделирование процесса квантования по уровню.
Моделирование процесса квантования по времени (АИМ).
Моделирование процесса квантования по уровню и по времени.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Основные понятия
В зависимости от способов преобразования сигналов САУ разделяют на непрерывные и дискретные.
В непрерывных САУ сигналы в процессе преобразования не прерываются. Непрерывному сигналу на входе любого элемента такой системы всегда соответствует непрерывный сигнал на его выходе.
В дискретных САУ есть элементы, превращающие непрерывные сигналы в последовательность импульсов или в ряд квантованных сигналов.
В дискретной системе управления один или несколько сигналов являются дискретными. В состав дискретной САУ наряду с элементами непрерывного действия входят элементы, преобразующие непрерывные сигналы в дискретные, и элементы, выполняющие обратные преобразования.
Процесс преобразования непрерывных сигналов в дискретные (или квантованные) сигналы называют квантованием. Различают два вида квантования сигналов: по уровню и по времени.
Квантование по уровню заключается в фиксации вполне определенных дискретных значений непрерывного сигнала (рисунок 1). При этом непрерывный сигнал (тонкая линия) x(t) заменяется ступенчато изменяющимся сигналом (жирная линия) y(t). Смежные дискретные значения yi и yi±1 отличаются друг от друга на постоянную величину ∆y, называемую интервалом квантования по уровню (interval). Переход с одного уровня на другой происходит в моменты времени, когда непрерывный сигнал достигает очередного фиксированного значения.
x,y
Δy
y3
y2 y(t)
y1 x(t)
0
Рисунок 1 – Изображение непрерывного сигнала и сигнала, квантованного по уровню
Квантование по времени заключается в фиксации мгновенных значений непрерывного сигнала x(t) в равно отстоящие друг от друга дискретные моменты времени (рисунок 2). Квантованный сигнал y(t) представляет собой последовательность идеальных импульсов, которые следуют друг за другом через равные промежутки времени T. Постоянную величину T называют интервалом квантования по времени или периодом повторения импульсов (sample time).
x,y T
x(t)
y(t)
t
0 t1 t2 t3 t4
Рисунок 2 – Изображение непрерывного сигнала и сигнала, квантованного по времени
В зависимости от вида квантования непрерывного сигнала дискретные системы подразделяют на релейные, импульсные и цифровые. В релейных системах квантование осуществляется только по уровню, в импульсных – по времени, а в цифровых – и по уровню и по времени (рисунок 3).
Рисунок 3 -