Digitaalinen data ohjausjärjestelmästä

Nykyisessä artikkelissa käsittelemme kaikkia diskreettien signaalien ominaisuuksia, jotka koostuvat diskreettisestä datasta tai näytetystä datasta, jota myös kutsutaan ohjelmistojärjestelmän digitaalisesta datasta. Ennen kuin käsittelemme tätä aihetta yksityiskohtaisesti, on erittäin tärkeää tietää, miksi tarvitsemme digitaalista teknologiaa, vaikka meillä on analoogisia järjestelmiäkin.
Joten keskustellaan ensin joistakin digitaalisten järjestelmien etuista verrattuna analoogisiin järjestelmiin.

1. Digitaalisessa järjestelmässä kulutus on vähemmän verrattuna analoogiseen järjestelmään.

2. Digitaaliset järjestelmät voivat helposti käsitellä epälineaarisia järjestelmiä, mikä on tärkein etu ohjelmistojärjestelmän digitaaliselle datalle.

3. Digitaaliset järjestelmät toimivat loogisten operaatioiden perusteella, minkä vuoksi ne osoittavat päätöksentekoa, joka on hyvin hyödyllistä nykyisessä koneiden maailmassa.

4. Ne ovat luotettavampia verrattuna analoogisiin järjestelmiin.

5. Digitaaliset järjestelmät ovat helposti saatavilla kompaktina ja kevyenä.

6. Ne toimivat ohjeistuksen mukaan, joten niitä voidaan ohjelmoida tarpeidemme mukaan, minkä vuoksi ne ovat monipuolisempia kuin analoogiset järjestelmät.

7. Monimutkaisia tehtäviä voidaan suorittaa helposti digitaalisen teknologian avulla korkealla tarkkuudella.

Jos sinulla on jatkuva signaali, miten muuntaisit tämän jatkuvan signaalin diskreetiksi signaaleiksi? Vastaus tähän kysymykseen on hyvin yksinkertainen näyteprosessin avulla.

Näyteprosessi

Näyteprosessi määritellään analogisen signaalin muuntamiseksi digitaaliseksi signaaliksi kytkimen (myös tunnettu nimellä näytteenottaja) avulla. Näytteenottaja on jatkuva PÄÄLLÄ ja POIS kytkin, joka muuntaa analogiset signaalit digitaaliseksi signaaleiksi. Voimme käyttää sarjakytkentää näytteenottajille riippuen signaalien muunnosta. Ideaalille näytteenottajalle ulostulon pulssin leveys on hyvin pieni (lähenee nollaa). Kun puhumme diskreetistä järjestelmästä, on erittäin tärkeää tietää z-muunnoksista. Keskustelemme tässä z-muunnoksista ja niiden sovelluksista diskreetissä järjestelmässä. Z-muunnoksen rooli diskreetissä järjestelmässä on sama kuin Fourier-muunnoksen jatkuvissa järjestelmissä. Nyt keskustelemme z-muunnoksesta yksityiskohtaisemmin.
Määrittelemme z-muunnoksen seuraavasti

Missä, F(k) on diskreetti data
Z on kompleksiluku
F (z) on f (k):n Fourier-muunnos

Tärkeät z-muunnoksen ominaisuudet kirjoitetaan alla
Lineaarisuus
Oletetaan, että summataan kaksi diskreetti funktio f (k) ja g (k) siten, että

missä p ja q ovat vakioita, nyt ottaen Laplace-muunnoksen saamme lineaarisuuden ominaisuuden:

Mittakaavan muutos: Oletetaan, että funktio f(k), ottaen z-muunnoksen saamme

sitten mittakaavan muutoksen ominaisuuden avulla saamme

Siirtymäominaisuus: Tämän ominaisuuden mukaan

Nyt keskustelemme joistakin tärkeistä z-muunnoksista ja suosittelen lukijoiden oppimaan nämä muunnokset:

Tämän funktion Laplace-muunnos on 1/s2 ja vastaava f(k) = kT. Nyt tämän funktion z-muunnos on

Funktio f (t) = t2: Laplace-muunnos tästä funktiosta on 2/s3 ja vastaava f(k) = kT. Nyt tämän funktion z-muunnos on

Tämän funktion Laplace-muunnos on 1/(s + a) ja vastaava f(k) = e(-akT). Nyt tämän funktion z-muunnos on

Tämän funktion Laplace-muunnos on 1/(s + a)2 ja vastaava f(k) = Te-akT. Nyt tämän funktion z-muunnos on

Tämän funktion Laplace-muunnos on a/(s2 + a2) ja vastaava f(k) = sin(akT). Nyt tämän funktion z-muunnos on

Tämän funktion Laplace-muunnos on s/(s2 + a2) ja vastaava f(k) = cos(akT). Nyt tämän funktion z-muunnos on

Joskus on tarve näytteistää data uudelleen, mikä tarkoittaa diskreetin datan muuntamista jatkuvaksi muodoksi. Voimme muuttaa ohjelmistojärjestelmän digitaalisen datan jatkuvaksi muodoksi pitokreikkojen avulla, joista puhutaan alla:

Pitokreikot: Nämä ovat kreikot, jotka muuntavat diskreetin datan jatkuvaksi tai alkuperäiseksi dataksi. Nyt on kaksi tyyppistä pitokreikoja, ja ne selitetään yksityiskohtaisesti:

Nollannen asteen pitokreikko
Nollannen asteen pitokreikon lohkokuvaileva esitys on annettu alla:
Kuva liittyen nollanteen asteen pitokreikkoon.
Lohkokuvailevassa esityksessä olemme antaneet syötteen f(t) piiriin, kun sallimme syöttesignaalin kulkea tämän piirin läpi, se muuntaa syöttesignaalin jatkuvaksi. Nollannen asteen pitokreikan ulostulo on näkyvissä alla.
Nyt olemme kiinnostuneita löytämään nollannen asteen pitokreikan siirtymäfunktion. Kirjoittaessamme ulostuloyhtälön saamme

ottaen Laplace-muunnoksen yllä olevasta yhtälöstä saamme

Yllä olevasta yhtälöstä voimme laskea siirtymäfunktion seuraavasti

Sijoittamalla s=jω voimme piirtää nollannen asteen pitokreikan Bode-kaavion. Nollannen asteen pitokreikon sähköinen esitys on näkyvissä alla, jossa näyteottaja on kytketty sarjassa vastukkeen kanssa, ja tämä yhdistelmä on kytketty rinnankäynnissä olevan vastuksen ja kondensaattorin kanssa.

TULOVERSTÄMÄ – nollannen asteen pitokreikan taajuusvastekuva