Глава 7. УЧЕТ ЭФФЕКТА ОТ КВАНТОВАНИЯ ПО УРОВНЮ

Как уже упоминалось, микроЭВМ, встроенная в САР, может обладать очень небольшой разрядной сеткой. В силу чего существенное влияние на работу системы в этом случае окажут эффекты от квантования по уровню. Рассмотрим некоторые методы учета этого эффекта.

7.1. МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ С МИКРОЭВМ С УЧЕТОМ КВАНТОВАНИЯ СИГНАЛОВ ПО УРОВНЮ

Структурная схема, поясняющая работу кодово-импульсного устройства (КИУ), соответствует рис. 1.9. Если воспользоваться предложенной в гл. 1 моделью импульсного квантователя по времени (см. § 1.2), то структурная схема КИУ примет вид рис. 7.1. Модель КИУ дополняется по сравнению с моделью импульсного устройства существенно нелинейным элементом со статической характеристикой, представляющей собой ступенчатую линию, ось которой (см, штрихпунктир на рис. 7.1) является биссектрисой 1-го и 3-го координатных углов.

Размер ступенек определяется шагом квантования по уровню h, зависящим от принципа действия КИУ. Если, например, в качестве КИУ рассматривать ЦВМ, то h зависит от максимального значения функционирующих в ней сигналов и от ее разрядной сетки.

В системе с микроЭВМ, например, на рис. 1.18, помимо самой ЦВМ моделью КИУ описывается преобразователь И-Д; преобразователь Д — И также может квантовать сигнал но уровню (рис. 7.2). Эта система очень сложна — в ней имеется три устройства, осуществляющих квантование по уровню. Рассмотрим более простой случай.

Покажем, каким образом можно учесть влияние эффекта -квантования по уровню только ЦВМ.

Рис. 7.1

В системе с микроЭВМ наряду с импульсными сигналами функционируют цифровые сигналы — на рис. 7.2 сигналы .

Рис. 7.2

Рис. 7.3

Цифровую систему с микроЭВМ (рис. 7.2) удобно представить импульсной моделью рис. 7.3 (см. § 1.3), так как в этом случае для исследования цифровой системы становится пригодным математический аппарат, изложенный в гл. 1—6. В Модели рис. 7.3 в качестве преобразователя Д-И использован экстраполятор нулевого порядка [см. (3.33)].

Из рис. 7.3 следует, что САР с микроЭВМ с учетом эффекта квантования по уровню представляет собой сложную дискретную динамическую систему с существенной нелинейностью. Анализ такой системы — трудная задача, которая, решается, как правило, различными приближенными методами. В качестве примера рассмотрим два наиболее распространенных из них.