Цифрови данни на системата за управление

В настоящата статия ще обсъдим всичко за дискретните сигнали, които са съставени от дискретни данни или пробирани данни, известни още като цифрови данни на системата за управление. Преди да разгледаме тази тема детайлно, е много важно да знаем, защо е необходима цифрова технология, въпреки че имаме аналогови системи?
Нека първо обсъдим някои предимства на цифровите системи пред аналоговите.

1. Енергопотреблението в цифровите системи е по-малко в сравнение с аналоговите системи.

2. Цифровите системи лесно могат да обработват нелинейни системи, което е най-важното предимство на цифровите данни в системата за управление.

3. Цифровите системи работят с логически операции, поради което показват свойство за вземане на решения, което е много полезно в днешния свят на машините.

4. Те са по-надеждни в сравнение с аналоговите системи.

5. Цифровите системи са лесно достъпни в компактен размер и са леки.

6. Те работят по инструкции, които можем да програмираме според нашите нужди, затова са по-универсални от аналоговите системи.

7. С помощта на цифровата технология различни сложни задачи могат да бъдат извършени лесно с висока степен на точност.

Да речем, че имате непрекъснат сигнал, как ще превърнете този непрекъснат сигнал в дискретни сигнали? Отговорът на този въпрос е много прост с помощта на процеса на пробиране.

Процес на пробиране

Процесът на пробиране е дефиниран като преобразуване на аналогов сигнал в цифров сигнал с помощта на ключ (известен още като пробир). Пробир е непрекъснато включен и изключен ключ, който директно преобразува аналогови сигнали в цифрови сигнали. Можем да имаме серийно свързване на пробир, в зависимост от преобразуването на сигнали. За идеален пробир ширина на изходния импулс е много малка (приближаваща се до нула). Сега, когато говорим за дискретни системи, е много важно да знаем за z-преобразуванията. Ще обсъдим тук z-преобразуванията и техните приложения в дискретните системи. Ролята на z-преобразуването в дискретните системи е същата като на Фуриерово преобразувание в непрекъснатите системи. Нека сега обсъдим z-преобразуването подробно.
Определяме z-преобразуването като

Където, F(k) е дискретна данна
Z е комплексно число
F (z) е Фуриерово преобразуване на f (k).

Важни свойства на z-преобразуването са написани по-долу
Линейност
Нека разгледаме сумата на две дискретни функции f (k) и g (k), така че

така че p и q са константи, сега, като вземем Лапласово преобразуване, имаме по свойството на линейност:

Промяна на мащаба: нека разгледаме функцията f(k), като вземем z-преобразуването, имаме

тогава, по свойството на промяна на мащаба, имаме

Свойство на събиране: Според това свойство

Сега нека обсъдим някои важни z-преобразувания и препоръчвам на читателите да ги учат:

Лапласово преобразуване на тази функция е 1/s2 и съответната f(k) = kT. Сега z-преобразуването на тази функция е

Функция f (t) = t2: Лапласово преобразуване на тази функция е 2/s3 и съответната f(k) = kT. Сега z-преобразуването на тази функция е

Лапласово преобразуване на тази функция е 1/(s + a) и съответната f(k) = e(-akT). Сега z-преобразуването на тази функция е

Лапласово преобразуване на тази функция е 1/(s + a)2 и съответната f(k) = Te-akT. Сега z-преобразуването на тази функция е

Лапласово преобразуване на тази функция е a/(s2 + a2) и съответната f(k) = sin(akT). Сега z-преобразуването на тази функция е

Лапласово преобразуване на тази функция е s/(s2 + a2) и съответната f(k) = cos(akT). Сега z-преобразуването на тази функция е

Понякога има нужда да пробираме данните отново, което означава преобразуване на дискретните данни в непрекъснати. Можем да преобразуваме цифровите данни на системата за управление в непрекъснати форми с помощта на задържащи цепи, които се обсъждат по-долу:

Задържащи цепи: Това са цепи, които преобразуват дискретни данни в непрекъснати данни или оригинални данни. Сега има два типа задържащи цепи и те са обяснени подробно:

Цепи на нулев ред
Блок-схемата на цепите на нулев ред е показана по-долу:
Фигура, свързана с цепи на нулев ред.
В блок-схемата сме дали вход f(t) към цепта, когато позволим входния сигнал да мине през тази цепь, той преобразува входния сигнал в непрекъснат. Изходът на цепите на нулев ред е показан по-долу.
Сега ни интересува да намерим передаващата функция на цепите на нулев ред. При записване на уравнението за изход имаме

като вземем Лапласово преобразуване на горното уравнение, имаме

От горното уравнение можем да изчислим передаващата функция като

При заместване на s=jω можем да начертаем диаграмата на Боде за цепите на нулев ред. Електричната представка на цепите на нулев ред е показана по-долу, която съдържа пробир, свързан последователно с резистор, а тази комбинация е свързана паралелно с комбинация от резистор и кондензатор.