Вопросы по курсу “Цифровые системы управления” (особенности дискретных систем автоматического управления, амплитудно-импульсный элемент, решетчатые функции, дискретные преобразования)

Вопросы по курсу

“Цифровые системы управления”

1.  Отличительные особенности дискретных систем автоматического управления. Способы квантования сигналов. Типы модуляции сигналов. Устройства выборки и хранения; ЦАП и АЦП; источники погрешности преобразования информации в ЦАП и АЦП.

2.  Уравнения и структуры дискретно-непрерывных фильтров. Пример фильтрации гармонической помехи. Представление контроллера как дискретного фильтра

3.  Понятие амплитудно-импульсного элемента. Уравнения импульсного элемента. Идеальный импульсный элемент (ИИЭ).

4.  Свойства импульсного элемента. Частотные характеристики. Свойства изображения выходного сигнала квантователя F*(s) на комплексной плоскости s. Восстановление сигналов по дискретным выборкам. Теорема Котельникова – Шеннона.

5.  Несмещенные и смещенные решетчатые функции. Разности и суммы решетчатых функций. Разностные уравнения.

6.  Спектры непрерывных и решетчатых функций. Частотные и временные характеристики типовых сигналов САУ. Принцип неопределенности.

7.  Экстраполяторы (фиксаторы).

8.  Дискретные преобразования и их основные свойства: Дискретное преобразование Лапласа: Прямое D - преобразование. Обратное D - преобразование. Основные теоремы и правила D - преобразования: теорема линейности; смещение аргументов; изображение разностей.

9.  D - преобразование: теоремы о начальном и конечном значениях; дифференцирование и интегрирование изображений; формулы свертывания; сумма ординат решетчатой функции. D - преобразование и ряды Фурье. Связь между изображениями непрерывной функции и соответствующей ей решетчатой функции.

10.  Определение Z- преобразования. Связь преобразования Лапласа и Z- преобразования. Вычисление Z- преобразования. Связь между плоскостью Q и плоскостью Z.

11.  Обратное Z- преобразование: метод разложения на простые дроби; метод разложения в степенной ряд; метод, основанный на использовании формул обращения.

12.  Основные свойства Z-преобразования: сумма и разность; умножение на константу; сдвиг во временной области; смещение в области изображений; теоремы о начальном и конечном значениях.

13.  w-- преобразование. Свойства w-- преобразования. Соответствие комплексных плоскостей Q, Z и W.

14.  Структурные схемы цифроаналоговой системы автоматического управления. Передаточные функции импульсной системы, содержащей импульсный элемент.

15.  Передаточные функции цифрового управляющего устройства. Рекурсивные и нерекурсивные цифровые фильтры. Интегрирующие цифровые управляющие устройства.

16.  Структурные преобразования ДСАУ. Типовые структуры ДСАУ.

17.  Методы исследования ДСАУ в плоскости Z: Построение переходных процессов в ДСАУ с помощью Z-преобразования. Определение переходного процесса в ДСАУ путем разложения в ряд Лорана.

18.  Синтез ДСАУ в плоскости Z: Синтез последовательного регулятора по заданной желаемой дискретной передаточной функции системы.

19.  Синтез ДСАУ в плоскости Z: Синтез последовательного регулятора по заданной желаемой переходной функции h[nt] системы.

20.  Анализ устойчивости ДСАУ в Z плоскости. Применение критерия Шура-Кона для анализа устойчивости ДСАУ.

21.  Реализация цифровых регуляторов ДСАУ. Декомпозиция ДСАУ: непосредственная декомпозиция; последовательная декомпозиция; параллельная декомпозиция.

22.  Синтез ДСАУ в плоскости Z: Синтез регулятора с конечным временем переходного процесса.

23.  Исследование ДСАУ в плоскости W: Получение передаточных функций и частотных характеристик ДСАУ. Псевдочастотные характеристики в плоскости W.

24.  Исследование устойчивости ДСАУ в плоскости W; особенности применения критерия Найквиста; метод выявления скрытых колебаний с помощью критерия Найквиста.

25.  Принципы построения ЛАЧХ ДСАУ: Построение логарифмических характеристик для всего  частотного диапазона.

26.  Принципы построения ЛАЧХ ДСАУ: Построение логарифмических характеристик ДСАУ для низкочастотной области.

27.  Принципы построения ЛАЧХ ДСАУ: Построение логарифмических характеристик ДСАУ для низкочастотной области.

28.  Динамический синтез ДСАУ: Построение желаемой ЛАХ, удовлетворяющей требованиям точности и заданного качества переходных процессов.

29.  Синтез цифровой ДСАУ по непрерывному аналогу. Причины погрешности цифрового корректирующего устройства. Нахождение передаточной функции цифровой части методом Тастина.

30.  Идентификация объекта регулирования по его переходной характеристике. Определение желаемой передаточной функции системы по желаемой переходной характеристике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. - М. Наука, 1976.

2. Бесекерский.В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микро-ЭВМ. - М. Наука, 1987.

3. Микропроцессорные системы автоматического управления /Под ред. В.А.Бесекерского. - Л. Машиностроение, 1988.

4. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. - М. Машиностроение, 1986.

5. Герман-Галкин С.Г. и др. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями. - Л. Энергоатомиздат, 1986.

6. Файнштейн В.Г., Файнштейн Э.Г. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами. - М. Энергоатомиздат, 1986.

7. Джон М. Смит Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей. - М. Машиностроение, 1980.