Цифровые системы радиоавтоматики

Системы автоматического управления, в состав которых входят цифровые вычислительные устройства, называются цифровыми САУ. Они применяются во многих областях техники, в том числе в радиотехнике, позволяют создавать сложные многоканальные комплексы дистанционного управления.

Рассмотрим работу цифровой следящей системы (ЦСС), в которой отрабатывающий (выходной) вал должен копировать угол поворота входного вала, т.е. чтобы α_вых(t)= α_вх(t) Функциональная схема ЦСС приведена на рис. 3.15, 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. 3.15. Функциональная схема цифровой следящей системы

Цифровая информация α^*_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 α^*_вх(t) и регулируемая (управляемая) величина α^*_вых(t). На сумматоре производится операция вычитания. Результирущая величина представляет собой рассогласование

		(3.23)

При этом положительное рассогласование получается в прямом двоичном коде, а отрицательное - в дополнительном коде. Далее величина рассогласования записывается в регистр и параллельным кодом подаётся на схему преобразователя число-напряжение.

Преобразователь число-напряжение по существу является выходным каскадом цифрового дискриминатора, выполняющим роль фиксатора. Он преобразует рассогласование из цифрового кода в напряжение u(t), которое является управляющим для непрерывной части системы - усилителя и исполнительного двигателя. Под действием этого сигнала двигатель приводит в движение рабочий механизм объекта управления. С выходным валом системы связан кодирующий диск ПВЧ, включённого в цепь обратной связи. Он преобразует угол поворота α^*_вых(t) в двоичные числа. Синхронную работу цифровой части следящей системы обеспечивает блок управления, запуск которого производится 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 сигналы, 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

1. Какая автоматическая система управления называется цифровой ?

2. Из каких функциональных устройств состоит цифровая следящая система?

3. Что представляет собой цифровой дискриминатор ?