17. Цифровые системы радиоавтоматики

Системы автоматического управления, в состав которых входят цифро- вые вычислительные устройства, называются цифровыми САУ. Они применя- ются во многих областях техники, в том числе в радиотехнике, позволяют соз- давать сложные многоканальные комплексы дистанционного управления.

Рассмотрим работу цифровой следящей системы (ЦСС), в которой отра-

батывающий (выходной) вал должен копировать угол поворота входного вала,

т.е. чтобы  _вых (t) = _вх(t). Функциональная схема ЦСС приведена на рис.17.1,

где ЗУ - задающее устройство, ПВЧ – преобразователь вал-число, ЦВМ –

цифровая вычислительная машина, ЦД – цифровой дискриминатор, ПЧН – преобразователь число-напряжение (цифро-аналоговый преобразователь – ЦАП), У – усилитель, ИД – исполнительный двигатель с редуктором, ОУ – объект управления, НЧС – непрерывная (аналоговая) часть системы.

Рис.17.1. Функциональная схема цифровой следящей системы

Цифровая информация ^*_вх (t) поступает на вход ЦД по линии связи

(ЛС) от ПВЧ совместно с сигналами синхронизации от ЦВМ.

Цифровой дискриминатор является измерительным элементом системы.

Он обычно состоит из арифметического устройства, регистра рассогласования

и группы ключей. Количество разрядов числа, отображающего рассогласование

(на выходе ЦД), обычно меньше количества разрядов входных чисел.

На входы ЦД периодически поступают последовательным кодом в виде

двоичных чисел задающее воздействие ^*_вх (t) и регулируемая (управляемая) величина ^*_вых(t). На сумматоре производится операция вычитания. Результи- рующая величина представляет собой рассогласование

_{  }

^{ε (t )  α} _вх ^{(t )  α} _вых ^{(t )}

. (23)

При этом положительное рассогласование получается в прямом двоич-

ном коде, а отрицательное – в дополнительном коде. Далее величина рассогла- сования записывается в регистр и параллельным кодом подаётся на схему пре- образователя число-напряжение.

Преобразователь число-напряжение по существу является выходным каскадом цифрового дискриминатора, выполняющим роль фиксатора. Он пре-

образует рассогласование из цифрового кода в напряжение u(t), которое явля-

ется управляющим для непрерывной части системы – усилителя и исполни- тельного двигателя. Под действием этого сигнала двигатель приводит в движе- ние рабочий механизм объекта управления. С выходным валом системы связан

кодирующий диск ПВЧ, включённого в цепь обратной связи. Он преобразует

угол поворота _вых(t) в двоичные числа. Синхронную работу цифровой части следящей системы обеспечивает блок управления, запуск которого производит-

ся устройством управления ЦВМ.

Заметим, что один цифровой дискриминатор может обеспечить работу нескольких следящих систем. При этом период дискретности каждой системы

увеличивается и может составлять 0,1 –0,01 сек.

Из изложенного выше видно, что в цифровой части ЦСС действуют сиг- налы, квантованные по времени и уровню. При большом количестве уровней квантования (большом числе разрядов двоичных чисел) эта система по своим динамическим свойствам близка к импульсной системе, в которой происходит

лишь квантование по времени. В этом случае структурная схема цифрового

дискриминатора подобна схеме временного различителя автодальномера.

_{Контрольные вопросы}

тема ?

1. Какая автоматическая система управления называется цифровой ?

2. Из каких функциональных устройств состоит цифровая следящая сис-

3. Что представляет собой цифровой дискриминатор ?