Обобщенная структурная схема импульсной системы

Одноконтурную импульсную систему автоматического управления можно представить как взаимодействующие друг с другом импульсная и непрерывная (НЧ) части САУ (см. рис. 2.49).

Рис. 2.49. Функциональная схема импульсной системы

В непрерывную часть (НЧ) обычно входит объект управления, а также усилительное и исполнительное устройства. Импульсная часть (ИЧ), как правило, является управляющим устройством и объединяет функциональные элементы, участвующие в импульсном преобразовании сигнала. Эта часть может быть реализована в виде ключей, модуляторов, импульсных регуляторов, цифровых вычислительных устройств с аналого-цифровыми и цифроаналоговыми преобразователями и т.д.

Функционально импульсную часть можно рассматривать как некоторый преобразователь непрерывного сигнала в импульсное управляющее воздействие того или иного вида. В линейных амплитудно-импульсных системах выходной сигнал импульсной части представляет собой последовательность импульсов, амплитуды которых пропорциональны значениям непрерывного сигнала в равноотстоящие моменты квантования Т. В простейшем случае импульсная часть является реальным импульсным элементом или импульсным модулятором.

При исследовании импульсных систем их реальные импульсные элементы обычно заменяют последовательным соединением идеального импульсного элемента (ИИЭ) и формирующего элемента (ФЭ) (см. рис. 2.49). Идеальный импульсный элемент под воздействием непрерывного входного сигнала x(t) (см. рис. 2.50) формирует идеальные мгновенные импульсы x (t) вида d-функций, «амплитуды площадей» которых равны значениям входного сигнала в моменты квантования. Обычно коэффициент усиления импульсного элемента k_и относят к непрерывной части системы, считая, что коэффициент передачи идеального импульсного элемент равен единице.

Рис. 2.50. Формирование сигналов реальным импульсным элементом

Формирующий элемент преобразует этиимпульсы в сигналы u(t) нужной формы. Формирующий элемент представляет собой амплитудно-импульсный модулятор. Реакция формирующего элемента на мгновенный импульс последовательности х*(t) совпадает по своей форме с реальным импульсом последовательности u(t) на выходе реального импульсного элемента. На практике чаще всего в качестве ФЭ используют экстраполятор нулевого порядка с передаточной функцией

Для удобства анализа систем формирующий элемент объединяют вместе с непрерывной частью. В этом случае независимо от формы реальных импульсов, импульсные системы с амплитудной модуляцией можно представить в виде соединения идеального импульсного элемента и приведенной непрерывной части (ПНЧ) (см. рис. 2.51). Выходной сигнал приведенной непрерывной части импульсной системы представляет собой непрерывный сигнал, описываемый функцией времени y(t). Для того, что бы воспользоваться дискретным преобразованием Лапласа принято рассматривать этот сигнал в дискретные моменты времени, совпадающие с моментами замыкания идеального импульсного элемента на входе. Это равносильно (см. рис. 2.51) включению фиктивного идеального импульсного элемента на выходе системы, работающего синхронно и синфазно с основным импульсным элементом. Реакция ПНЧ на d-функций представляет собой сумму импульсных (весовых) переходных характеристик . Передаточная функция приведенной непрерывной части равна

Структурная схемаимпульсной САУ изображена на рис. 2.51.

Рис. 2.51. Структурная схемаимпульсной САУ

Пример 2.16. Составить структурную схему импульсной САР частоты вращения ДПТ.

Решение.

Воспользуемся структурной схемой САР частоты вращения ДПТ, изображенной на рис. 2.4; поставим простейший импульсный элемент и формирователь импульсов после сумматора; и на основании рис. 2.51 можем составить структурную схемуимпульснойсистемы (см. рис. 2.52).

Рис. 2.52. Структурная схема импульсной САР частоты вращения ДПТ

Где ; .