Основные положения. Упрощенная функциональная схема электромеханической системы. Дискретное преобразование информации, страница 4

*⁾ 1. Подробнее эти вопросы освещены в предисловии 2 к данному курсу  и в.сборнике. "Системы автоматического управления"  Научно - метод. сборник - Л.:Изд - во ЛПИ им. М.И. Калинина, 1990 - 116с.

2. К 25- летию факультета технической кибернетики -СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002- 138с.

В. 3. Операции квантования и кодирования информации в ДСАУ

Квантование – это деление информации на определенно заданные, неизменные порции - кванты. Квантовать информацию можно по уровню и по времени. Поэтому можно выделить три вида квантования:

1. Квантование по уровню сигнала (Δ_с). Оно осуществляется в релейных - дискретных системах. Здесь, как правило, имеем только два кванта - уровня сигнала sign Δ_с. Однако релейные САУ принято изучать как нелинейные аналоговые.

2. Квантование по времени осуществляется в импульсных системах (ИС) (см. Рис. 4.В.).

Рис. 4.В.

Математическая модель импульсного преобразователя, это ключ с интервалом замыкания T=const. или T=var и временем замыкания t₃→0. Такой ключ называют "идеальным импульсным элементом" (ИИЭ) (Рис. 5. В.). Ниже приведено изображение ИИЭ, используемое в структурных схемах ДСАУ. Иногда приходится включать в структуру фиктивный ИИЭ, тогда прямоугольник изображают пунктиром.

Рис.5.В.

3. Квантование по уровню и по времени совершается в цифровых автоматических системах (ЦАС) (см. Рис. 6. В.). При этом кванты по уровню соответствуют "единице" в десятичной системе исчисления. Но для получения такого представления при технической реализации ЦАС приходится делать различные преобразования информации, в том числе и её кодирование.

Кодирование – это более сложное понятие, чем квантование. В широком смысле кодирование  - это преобразование информации (сообщения) в код. Кодирование применяется при передаче, переработке и хранении информации в разнообразных технических устройствах, системах и комплексах.

Квантование информации в цифровой автоматической системе

Рис.6. В.

Код является главным понятием операции кодирования. Код представляет собою систему символов, отображающих информацию (сообщение) передаваемую по каналу связи. Коды имеют большое разнообразие своих структурных характеристик и характеристик используемых сигналов

В. 4. Свойства импульса как модулятора информации в ИС

Этот вопрос подробно изучал китайский аспиранта У- ЧИ (Wu Chi) в ЛПИ (1955 - 1959 г.г), будущий профессор факультета автоматики в университете Цинхуа (Tsinghua)(КНР). Он предложил следующее.

Установим после идеального импульсного элемента в структуре ИС электронное устройство модулирующее (восстанавливающее) передаваемую информацию в виде импульса различной формы.

Сравним вещественные частотные характеристики (ВЧХ)*⁾ разных по форме импульсов (см. Рис 7. В.).

Найдем, что в интервале частот, где ω_к частота квантования ИИЭ, все три вида импульсов имеют достаточно близкие характеристики в области частот до . Их расхождения становятся существенными при.. Четвертая кривая – это вещественно-частотная характеристика объекта управления. Она располагается почти полностью в области . Её модуль при частотах, приближающихся к 0,5, близок к нулю.

Таким образом, для передачи информации в ДСАУ без существенной погрешности важен интервал частот от 0 до 0,25ω_к, на котором характеристики, полученные от импульсов различной формы, практически, совпадают.

__________________________________________________________________________________

^*)В прежних редакциях лекций эти зависимости ошибочно названы (переведены) как амплитудно - частотные, что неверно.