Глава XIV. ИМПУЛЬСНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

1. Математические основы теории импульсных устройств. 2. Передаточные функций импульсных систем автоматического регулирования. 3. Амплитудно-фазовые частотные характеристики импульсных систем. 4. Применение векторно-матричного аппарата к импульсным системам автоматического регулирования. 5. Основные свойства -преобразования. 6. Методы анализа устойчивости импульсных систем автоматического регулирования. 7. Методы анализа качества импульсных систем автоматического регулирования.

8. Методы анализа точности импульсных систем автоматического регулирования при регулярных и случайных воздействиях. 9. Системы автоматического регулирования с управляющими ЦВМ. 10. Способы реализации алгоритмов в управляющих ЦВМ и определение их основных параметров.

Под импульсными системами" автоматического регулирования (ем. гл. I) понимают такие системы, в которые включаются импульсные устройства, преобразующие непрерывный сигнал в дискретный. Образование дискретных сигналов импульсными устройствами осуществляется на основе трех видов модуляции: амплитудно-импульсной (АИМ), широтно-импульсной (ШИМ) и частотно-импульсной (ЧИМ). На рис. XV. 1 показаны формы дискретных сигналов при модуляции трех видов. При амплитудно-импульсной модуляции образуются узкие импульсные сигналы постоянной ширины и следуют один за другим в тактовые моменты времени (с периодом Т). Огибающая этих импульсов (рис. XV. 1, а) представляет собой входной сигнал. При широтно-импульсной модуляции на выходе импульсного устройства в тактовые моменты времени образуются импульсы, ширина которых изменяется в зависимости от амплитуды входного сигнала также в моменты времени (рис. XV. 1, б). Для частотно-импульсной модуляции характерным является постоянная ширина импульса и переменная величина периодов квантования по времени Чем больше амплитуда входного сигнала, тем меньше (рис. XV.1, в).

Рис. XV.1. Виды сигналов при различных формах импульсной модуляции

Импульсная модуляция непрерывного сигнала представляет собой его квантование во времени (рис. XV. 1, а и XV.2, а). Наряду с этим возможно квантование сигнала и по уровню. Тогда на выходе импульсного устройства образуется ступенчатый сигнал (рис. XV.2, б).

В системах автоматического регулирования с ЦВМ происходит квантование как по времени, так и по уровню. Схемы включения импульсных

Рис. XV.2. Различные формы квантования непрерывного сигнала: а — по времени; б - по уровню

Рис. XV.3. Схема включения импульсного устройства в систему автоматического регулирования

устройств могут быть самыми различными; наиболее часто встречаемые схемы включения изображены на рис. XV.3. В первой блок-схеме (рис. XV.3, а) импульсное устройство включено перед непрерывной частью системы, во второй (рис. XV.3, б) — между двумя непрерывными устройствами, в третьей схеме (рис. XV.3, в) импульсное устройство состоит из двух блоков: ЦВМ включена до непрерывной части системы, а преобразователь «аналог-код» включен после непрерывной части системы.

Импульсные устройства в системах регулирования различают и по способу их технической реализации: блок выработки командных сигналов; периодически включаемое контактное устройство (см. рис. 1.22); цифровая вычислительная машина или преобразователь «аналог—код» (рис. XV.3, в).

На основании принципиальных и блок-схем импульсных систем видно, что эти системы состоят из двух частей: непрерывной и импульсной. Поэтому для анализа таких систем большое значение имеет представление дискретных и непрерывных сигналов во временной и частотной областях.