Типы и основные элементы импульсных систем

Решение многих технологических задач в современных условиях строятся на применении цифровых систем, используемых и для управления, и для регулирования. Цифровые системы - разновидность дискретных систем.

Обычно дискретную величину представляют в следующем виде:

ИЭ – импульсный элемент;

ИЭ обладает условными без инерционными свойствами.

НЧ – непрерывная часть системы.

НЧ включает все непрерывные и инерционные элементы системы.

Сигналы g, x, y – непрерывные сигналы системы.

Сигнал - это импульсный сигнал, формируемый импульсным элементом на основе непрерывного сигнала .

Процесс преобразования непрерывной функции в - называется квантованием.

Квантование разделяется на:

1. По времени;

2. По уровню;

3. По времени и уровню.

1. Квантование по времени

Особенностью этого квантования является то, что функция может принимать любое значение из области значений функции

2. Квантование по уровню (релейное)

Двухпозиционная система.

3. Квантование по времени и уровню

Значения определяются шагом решетки (т.е. дискретны).

Для 1.: позволяет определить - решетчатая функция.

Для того, чтобы импульсный сигнал нес информацию о непрерывном сигнале, подаваемым на вход импульсного элемента, необходимо чтобы параметры импульса были связаны с входным сигналом; обеспечение такой связи называется модуляцией импульсов.

h – величина импульса

Т – период чередования

- действительная длительность

Это основные параметры, с помощью которых можно выполнять модуляцию:

· Амплитудно-импульсная (АИМ);

· Широтно-импульсная (ШИМ);

· Частотно-импульсная (ЧИМ).

АИМ:

h = var

T = const

= const

ШИМ:

h = const

T = const

= var

ЧИМ:

h = const

T = var

= const

Импульсный элемент считается линейным, если для него выполняется принцип суперпозиции. Из всех видов модуляций, только амплитудно-импульсная модуляция, при которой прямо пропорционально входному сигналу, обладают линейными свойствами.

Системы ШИМ и ЧИМ не линейны, даже если в них обеспечивается пропорциональность изменяемого параметра импульса и входного сигнала.

Форма импульсов, создаваемых импульсным элементом, может быть самой разнообразной: прямоугольной, треугольной в виде . Поэтому для анализа свойств импульсный элемент обычно представляют в виде сочетания последовательно соединенных: идеально-импульсного элемента, формирующего импульсы в форме и формирователя - обеспечивающего требуемую форму импульсов.

Схема импульсной системы с АИМ может быть в этом случае представлена в следующем виде:

Передаточная функция формирователя, создающего прямоугольные импульсы:

В случае если:

Выходной сигнал импульсного элемента является непрерывной ступенчатой функцией и такой формирователь называется фиксатором нулевого порядка.

При выполнении данного условия ( ) система (рис.2) приводится к виду:

Где W_ПНЧ – приведенная непрерывная часть системы.

Сигналы g, x, y – непрерывные сигналы

Таким образом система с АИМ приводится к виду импульсной системы, схема которой приведена на рис.1