Kontrollisüsteemi digitaalne andmebaas

Antud artiklis arutame kõike diskreetsete signaalide kohta, mis on koosnevad diskreetsest andmest või proovistatud andmest, mida tavaliselt nimetatakse kontrollisüsteemi digitaalseks andmeks. Enne selle teema üksikasjalikku arutelu on väga oluline teada, mis on vajalik digitaalse tehnoloogia jaoks, kuigi meil on analoogsüsteemid?
Nii et arutagem esmalt mõnedel eelistused digitaalsüsteemil analoogsüsteemi ees.

1. Digitaalsüsteemides on võrreldes analoogsüsteemidega väiksem energia tarve.

2. Digitaalsüsteemid saavad hõlpsasti toime tulla mittelineaarsete süsteemidega, mis on kontrollisüsteemi digitaalse andmega kõige olulisem eelis.

3. Digitaalsüsteemid töötavad loogiliste operatsioonide alusel, seetõttu näitavad nad otsustamise omadust, mis on tänapäeva masinate maailmas väga kasulik.

4. Need on analoogsüsteemidega võrreldes usaldusväärsed.

5. Digitaalsüsteemid on kättesaadavad kompaktses suurusjärkuses ja neil on väike kaal.

6. Nad töötavad juhendite järgi, nende programmimine vastavalt vajadusele on võimalik, seega on need analoogsüsteemidega võrreldes rohkem mitmekülgseid.

7. Digitaaltehnoloogia abil saab lihtsalt sooritada erinevaid keerukaid ülesandeid suure täpsusega.

Kui sul on pidev signaal, siis kuidas saad seda pidevat signaali muuta diskreetseks signaaliks? Vastus sellele küsimusele on väga lihtne - abil proovimisprotsessi.

Proovimisprotsess

Proovimisprotsess defineeritakse analoogsignaali digitaalsignaaliks muutmise kui lülituse (ka teada kui proovija) abil. Proovija on pidev ON ja OFF lülitus, mis otse analoogsignaalid digitaalsignaalideks muudab. Me võime kasutada proovijate sariallist ühendust, sõltuvalt sellest, kuidas signaale muudame. Ideaalse proovija jaoks on väljundimpulsi laius väga väike (nullile lähenev). Kui räägime diskreetsest süsteemist, on väga oluline teada z-teisenduste kohta. Arutame siin z-teisendusi ja nende kasutusi diskreetsetes süsteemides. Z-teisenduse roll diskreetsetes süsteemides on sama kui Fourier teisendus pidevates süsteemides. Nüüd arutagem z-teisendust üksikasjalikult.
Z-teisendust defineerime kui

Kus, F(k) on diskreetne andme
Z on kompleksarv
F (z) on f (k) Fourier teisendus.

Z-teisenduse olulised omadused on kirjas alla
Lineaarsus
Vaatame summaks kaks diskreetset funktsiooni f (k) ja g (k), nii et

nii et p ja q on konstandid, nüüd võttes Laplace'i teisenduse, saame lineaarsuse omadusega:

Mahu muutus: vaatame funktsiooni f(k), võttes z-teisenduse, saame

siis saame mahumuutuse omadusega

Nihkeomadus: Selle omaduse kohaselt

Nüüd arutagem mõnda olulist z-teisendust ja soovitan lugujatel õppida need teisendused:

Selle funktsiooni Laplace'i teisendus on 1/s2 ja vastav f(k) = kT. Nüüd selle funktsiooni z-teisendus on

Funktsioon f (t) = t2: Laplace'i teisendus selle funktsiooni jaoks on 2/s3 ja vastav f(k) = kT. Nüüd selle funktsiooni z-teisendus on

Selle funktsiooni Laplace'i teisendus on 1/(s + a) ja vastav f(k) = e(-akT). Nüüd selle funktsiooni z-teisendus on

Selle funktsiooni Laplace'i teisendus on 1/(s + a)2 ja vastav f(k) = Te-akT. Nüüd selle funktsiooni z-teisendus on

Selle funktsiooni Laplace'i teisendus on a/(s2 + a2) ja vastav f(k) = sin(akT). Nüüd selle funktsiooni z-teisendus on

Selle funktsiooni Laplace'i teisendus on s/(s2 + a2) ja vastav f(k) = cos(akT). Nüüd selle funktsiooni z-teisendus on

Nel on mõnikord vaja andmeid uuesti proovida, mis tähendab diskreetse andme kontinuierlikuks muutmist. Saame kontrollisüsteemi digitaalse andme kontinuierlikuks muuta hold tsüklite abil, mida allpool arutatakse:

Hold Tsükli: Need on tsüklid, mis muudavad diskreetse andme kontinuierlikuks andmeks või originaalseks andmeks. Hold tsüklid on kaks tüüpi ja need selgitatakse üksikasjalikult:

Nulli järku hold tsükkel
Nulli järku hold tsükli blokkdiagramm on antud allpool:
Nulli järku holdi seotud joonis.
Blokkdiagrammis on antud sisendfunktsioon f(t) tsüklile, kui lubame sisendsignaali läbida selle tsüklite, see taaskonverteerib sisendsignaali kontinuierlikuks. Nulli järku hold tsükli väljund on näidatud allpool.
Nüüd oleme huvitatud nulli järku hold tsükli ülekandefunktsiooni leidmisest. Kirjutades väljundvõrrandi, saame

võttes Laplace'i teisenduse ülaltoodud võrrandist, saame

Ülaltoodust võrrandist saame arvutada ülekandefunktsiooni kui

Asendades s=jω, saame joonistada nulli järku hold tsükli Bode'i diagrammi. Nulli järku hold tsükli elektriline esitus on näidatud allpool, mis koosneb proovijast, mis on sarialliselt ühendatud vastiga, ja see kombinatsioon on paralleelselt ühendatud vastiga ja kondensaatoriga.

TUGEVUSE GRAAFIK – ZOH sagedusvastusjoon

FAASI GRAAFIK – ZOH sagedusvastus