Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Automatyka Wykład 2 Podział układów regulacji. Cyfrowy układ regulacji. Sygnały w układach automatyki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Automatyka Wykład 2 Podział układów regulacji. Cyfrowy układ regulacji. Sygnały w układach automatyki."— Zapis prezentacji:

1 1 Automatyka Wykład 2 Podział układów regulacji. Cyfrowy układ regulacji. Sygnały w układach automatyki.

2 2 Podział układów regulacji. Zależnie od przyjętego kryterium klasyfikacji rozróżnia się następujące układy regulacji: Ze względu na liczbę regulowanych wielkości: jednowymiarowe (regulacja jednej zmiennej) wielowymiarowe (regulacja wielu zmiennych). Ze względu na sposób działania: ciągłe, cyfrowe i impulsowe (dyskretne), liniowe, nieliniowe. Ze względu na charakter sygnału zadanego w(t), układy regulacji mogą być układami: regulacji stałowartościowej, gdy sygnał w(t) = w 0 = const. regulacji programowalnej, gdy przebieg sygnału jest zaprogramowany (przewidziany z góry), regulacji nadążnej, gdy sygnał w(t) ma charakter nie przewidziany, regulacji ekstremalnej, gdy celem regulacji jest utrzymanie sygnału wyjściowego lub sygnałów wyjściowych na poziomie wartości ekstremalnych (minimalnych lub maksymalnych). Ze względu na sposób realizacji sterowania: układy adaptacyjne, gdy dla zmieniających się w czasie pracy parametrów obiektu następuje dostosowanie, czyli adaptacja parametrów regulatora, układy optymalne, gdy osiąga się możliwie najlepsze wartości wskaźników jakości regulacji, niezależnie od struktury regulatora, układy suboptymalne, gdy przy określonym typie regulatora uzyskuje się najlepsze wskaźniki jakości regulacji.

3 3 Sterowanie odporne (ang. robust control) – metoda sterowania, gwarantująca stabilność układu regulacji automatycznej nawet w przypadku, gdy rzeczywisty obiekt regulacji różni się od założonego modelu. Odporność oznacza tolerancję dla błędów podczas identyfikacji (niewłaściwa struktura modelu) lub dla zmian parametrów obiektu (współczynnik wzmocnienia, stałe czasowe, opóźnienie) w czasie. Nawet jeśli model matematyczny obiektu nie jest całkowicie prawidłowy, układ regulacji powinien być stabilny a jego regulacja bliska optymalnej. Sterowanie adaptacyjne (ang. adaptive control) - polega na automatycznym dopasowaniu parametrów regulatora do zmieniających się właściwości obiektu regulacji i jego otoczenia, tak aby zapewnić większą odporność układu na zaistniałe zmiany, spowodowane: - oddziaływaniem różnego rodzaju zakłóceń, które z reguły są nieprzewidywalne, - zmianą właściwości lub parametrów samego obiektu.

4 4 z(t)z(t) Schemat blokowy cyfrowego układu regulacji y(t)y(t) Wejście operatora Komputer C/A A/C Regulator (sterownik) Obiekt sterowania u(t)u(t)

5 5 Układy cyfrowe to rodzaj układów elektronicznych, w których sygnały napięciowe przyjmują tylko określoną liczbę poziomów, którym przypisywane są wartości liczbowe. Najczęściej liczba poziomów napięć jest równa dwa, a poziomom przypisywane są cyfry 0 i 1, wówczas układy cyfrowe realizują operacje zgodnie z algebrą Boole'a i z tego powodu nazywane są też układami logicznymi. Obecnie układy cyfrowe budowane są w oparciu o podstawowe bramki logiczne realizujące elementarne operacje znane z algebry Boolea: iloczyn logiczny (AND), sumę logiczną (OR), negację (NOT). Z bramek podstawowych zbudowane są jeszcze 3 następujące bramki: negacja iloczynu (NAND), negacja sumy (NOR) i różnica symetryczna (XOR). Ze względu na stopień skomplikowania współczesnych układów wykonuje się je w postaci układów scalonych. Bramki logiczne są umieszczane w układach scalonych, które produkuje wiele różnych firm na całym świecie. Najpopularniejsze serie to obecnie TTL (bramki zbudowane z tzw. tranzystorów bipolarnych) oraz CMOS (bramki zbudowane z tranzystorów polowych). W układach regulacji cyfrowej regulator jest układem cyfrowym.

6 6 Na wejścia bramki podajemy napięcia elektryczne, które mogą przyjmować dwa poziomy logiczne (dla układów TTL - Transistor-Transistor-Logic): poziom 0, L- napięcie w przedziale 0...0,8V poziom 1, H- napięcie w przedziale 2...5V

7 7 Bramka logiczna AND Symbol : Tablica działania (1 oznacza zdanie prawdziwe 0 zaś zdanie fałszywe): a b a ^ ba ^ b a ^ ba ^ bba

8 8 Tablica działania (0 - oznacza zdanie fałszywe, 1 - zdanie prawdziwe): b Bramka logiczna OR Symbol: a ^ a b a b ^

9 9 Bramka logiczna NOT (Inwerter) a a

10 10 Zalety układów cyfrowych: Możliwość bezstratnego przesyłania informacji – jest to coś, czego w układach analogowych operujących na nieskończonej liczbie poziomów napięć nie sposób zrealizować. Zapis i przechowywanie informacji cyfrowej jest prostsze. Mniejsza wrażliwość na zakłócenia elektryczne. Możliwość tworzenia układów programowalnych, których działanie określa program komputerowy (mikroprocesor). FPGA (ang. Field Programmable Gate Array) - bezpośrednio programowalna macierz bramek to rodzaj programowalnego układu logicznego. Ze względu na sposób przetwarzania informacji rozróżnia się dwie główne klasy układów logicznych: układy kombinacyjne – układy bez pamięci, w których sygnały wyjściowe są zawsze takie same dla określonych sygnałów wejściowych; układy sekwencyjne – układy z pamięcią, w których stan wyjść zależy nie tylko od aktualnego stanu wejść, ale również od stanów poprzednich.

11 11 Struktura komputera komputer połączenia systemowe pamięć główna jednostka centralna CPU wejście- wyjście

12 12 Struktura komputera Wejście-wyjście – przenoszą dane pomiędzy komputerem a jego otoczeniem Połączenia systemowe – zapewniają łączność pomiędzy procesorem, pamięcią główną a układami wejście-wyjście Jednostka centralna (CPU) –steruje działaniem komputera i realizuje funkcje przetwarzania danych Pamięć główna – przechowuje dane wejściowe obliczeń i wyniki obliczeń

13 13 Struktura jednostki centralnej CPU ALU Jednostka sterująca Rejestry Połączenia wewnętrzne

14 14 Struktura jednostki centralnej Jednostka sterująca – steruje działaniem procesora i całym komputerem Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) – realizuje funkcje przetwarzania danych przez komputer Rejestry – służą do przechowywania danych w procesorze Połaczenia wewnętrzne – zapewniają łączność pomiędzy jednostką st e rując ą, ALU i rejestrami

15 15 Struktura jednostki sterującej Jednostka sterująca Układy logiczne Pamię ć sterująca Rejestry i dekodery jednostki sterującej

16 16 Struktura magistralowa komputera Sterownik konsoli CPU PamięćModuł We-wy Moduł We-wy Magistrala Poraz pierwszy zastosowano w komputerach PDP-8 firmy DEC. Magistrala Omnibus składała się 96 oddzielnych ścieżek używanych do przenoszenia sygnałów sterowania, adresu i danych. Wykorzystywanie tej wspólnej magistrali było sterowane przez procesor.

17 17 Generacje komputerów GeneracjaLataTechnologiaLiczba operacji na sekundę Lampa próżniowa Tranzystor Mała i średnia skala integracji Wielka skala integracji Bardzo wielka skala integracji

18 18 Modele matematyczne sygnałów.

19 19 Sygnały zdeterminowane to takie przebiegi czasowe, które dają się opisać za pomocą określonych zależności matematycznych. Sygnały okresowe 1. Sygnały sinusoidalne F1F1 1 Amplituda

20 20 2. Sygnały okresowe - niesinusoidalne 1 Amplituda

21 21 Sygnały nieokresowe t f(t)f(t) f(t)f(t) t 0 0

22 22 x1x1 x2x2 xnxn t t t t1t1 t2t2 t3t3 Sygnały stochastyczne Sygnały stochastyczne są realizacjami procesu stochastycznego. Reprezentacją procesu stochastycznego jest zbiór jego realizacji. Reprezentacją procesu stochastycznego w określonej chwili jest zmienna losowa. Proces stochastyczny jest nieskończenie wymiarową zmienną losową.

23 23

24 24 1 F(x)F(x) x 0

25 25 Inna klasyfikacja sygnałów Sygnały ciągłeSygnały dyskretne Sygnały impulsoweSygnały cyfrowe 0 t f(t)f(t) t f(t)f(t) f(t)f(t) t f(t)f(t) t

26 26 e(t)e(t) T p 2T p 3T p 4T p 5T p 6T p Poziomy kwantowania t Sygnał cyfrowy


Pobierz ppt "1 Automatyka Wykład 2 Podział układów regulacji. Cyfrowy układ regulacji. Sygnały w układach automatyki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google