Data Digital Sistem Kawalan

Dalam artikel ini, kita akan membincangkan semua tentang isyarat diskret yang terdiri daripada data diskret atau data sampel atau juga dikenali sebagai data digital sistem kawalan. Sebelum kita membincangkan topik ini secara mendalam, sangat penting untuk mengetahui, mengapa teknologi digital diperlukan walaupun kita mempunyai sistem analog?
Mari kita bincangkan kelebihan sistem digital berbanding sistem analog.

1. Penggunaan kuasa lebih rendah dalam sistem digital berbanding sistem analog.

2. Sistem digital boleh menangani sistem bukan linear dengan mudah, yang merupakan kelebihan paling penting bagi data digital dalam sistem kawalan.

3. Sistem digital beroperasi berdasarkan operasi logik, oleh itu mereka menunjukkan sifat pengambilan keputusan yang sangat berguna dalam dunia mesin semasa.

4. Mereka lebih boleh dipercayai berbanding sistem analog.

5. Sistem digital mudah didapati dalam saiz kompak dan berat ringan.

6. Mereka beroperasi berdasarkan arahan, kita boleh memprogramnya mengikut keperluan kita, oleh itu mereka lebih serbaguna berbanding sistem analog.

7. Tugas-tugas kompleks boleh dilakukan dengan mudah melalui teknologi digital dengan tahap ketepatan yang tinggi.

Jika anda mempunyai isyarat berterusan, bagaimana cara anda menukar isyarat berterusan ini menjadi isyarat diskret? Jawapan kepada soalan ini adalah sangat mudah melalui proses pensampelan.

Proses Pensampelan

Proses pensampelan ditakrifkan sebagai pemindahan isyarat analog kepada isyarat digital dengan bantuan switch (juga dikenali sebagai pensampler). Pensampler adalah switch ON dan OFF yang berterusan yang secara langsung menukar isyarat analog kepada isyarat digital. Kita mungkin mempunyai sambungan siri pensampler bergantung kepada pemindahan isyarat yang kita gunakan. Untuk pensampler ideal, lebar pulsa output sangat kecil (mendekati sifar). Apabila kita bercakap tentang sistem diskret, sangat penting untuk mengetahui tentang transformasi z. Kita akan membincangkan di sini tentang transformasi z dan utilitiannya dalam sistem diskret. Peranan transformasi z dalam sistem diskret adalah sama seperti transformasi Fourier dalam sistem berterusan. Mari kita bincangkan transformasi z secara mendalam.
Kami mentakrifkan transformasi z sebagai

Di mana, F(k) adalah data diskret
Z adalah nombor kompleks
F (z) adalah transformasi Fourier f (k).

Ciri-ciri Penting Transformasi z ditulis di bawah
Linearitas
Mari kita pertimbangkan jumlah dua fungsi diskret f (k) dan g (k) seperti

dengan p dan q adalah pemalar, sekarang pada mengambil transformasi Laplace kita mempunyai ciri linear:

Perubahan Skala: mari kita pertimbangkan fungsi f(k), pada mengambil transformasi z kita mempunyai

maka kita mempunyai ciri perubahan skala

Ciri Penggeseran: Mengikut ciri ini

Sekarang mari kita bincangkan beberapa transformasi z penting dan saya sarankan pembaca untuk mempelajari transformasi-transformasi ini:

Transformasi Laplace fungsi ini adalah 1/s2 dan f(k) yang sepadan = kT. Sekarang transformasi z fungsi ini adalah

Fungsi f (t) = t2: transformasi Laplace fungsi ini adalah 2/s3 dan f(k) yang sepadan = kT. Sekarang transformasi z fungsi ini adalah

Transformasi Laplace fungsi ini adalah 1/(s + a) dan f(k) yang sepadan = e(-akT). Sekarang transformasi z fungsi ini adalah

Transformasi Laplace fungsi ini adalah 1/(s + a)2 dan f(k) yang sepadan = Te-akT. Sekarang transformasi z fungsi ini adalah

Transformasi Laplace fungsi ini adalah a/(s2 + a2) dan f(k) yang sepadan = sin(akT). Sekarang transformasi z fungsi ini adalah

Transformasi Laplace fungsi ini adalah s/(s2 + a2) dan f(k) yang sepadan = cos(akT). Sekarang transformasi z fungsi ini adalah

Sekarang kadang-kadang ada keperluan untuk menyampel data sekali lagi, yang bermaksud menukar data diskret menjadi bentuk berterusan. Kita boleh menukar data digital sistem kawalan menjadi bentuk berterusan melalui litar penahan yang dibincangkan di bawah:

Litar Penahan: Ini adalah litar yang menukar data diskret menjadi data berterusan atau data asal. Terdapat dua jenis litar penahan dan mereka dijelaskan secara mendalam:

Litar Penahan Order Nol
Gambaran blok litar penahan order nol diberikan di bawah:
Gambar berkaitan dengan penahan order nol.
Dalam gambaran blok, kami telah memberikan input f(t) kepada litar, apabila kami membolehkan isyarat input melewati litar ini, ia menukar semula isyarat input menjadi satu yang berterusan. Output litar penahan order nol ditunjukkan di bawah.
Sekarang kita berminat untuk mencari fungsi pindah litar penahan order nol. Dengan menulis persamaan output kita mempunyai

dengan mengambil transformasi Laplace dari persamaan di atas kita mempunyai

Dari persamaan di atas kita boleh mengira fungsi pindah sebagai

Dengan menggantikan s=jω kita boleh melukis plot bode untuk litar penahan order nol. Gambaran elektrik litar penahan order nol ditunjukkan di bawah, yang terdiri daripada pensampler yang disambungkan secara siri dengan resistor dan gabungan ini disambungkan dengan kombinasi selari resistor dan kapasitor.

PLOT GAIN – kurva respons frekuensi ZOH

PLOT FASA – kurva respons frekuensi ZOH