Цифровой вычислитель

Cтраница 4

Сущность одной из них заключается в следующем. Вместо определения частотных или импульсных характеристик линейных фильтров предложено оценивать непосредственно восстанавливаемый сигнал как решение дифференциального уравнения, коэффициенты которого определяются статистикой входных сигналов и оцениваемого. Очевидным преимуществом способа Кальмана - Бьюси является возможность относительно простого построения аналогового или цифрового вычислителя искомой оценки в зависимости от вида дифференциального уравнения. Оптимальные линейные фильтры выполняют как автоматические вычислители, с контурами обратной связи, которые включают интеграторы, цепи с переменными во времени коэффициентами передачи, сумматоры, нелинейные безынерционные устройства, объединенные таким образом, чтобы воспроизвести требуемое соотношение между входными и выходными переменными. [46]

Тот факт, что цифровой вычислитель действует на основе счета импульсов, означает, что он должен считать быстро, чтобы давать правильные мгновенные значения отдельных точек какой-либо динамической характеристики быстродействующей системы. Так как каждая точка вычисляется численным методом, то скорость вычислителя может оказаться ограничением при использовании цифрового вычислителя для целей управления в реальном времени. [47]

Большое место в книге уделено алгоритмам параметрической идентификации, методам построения самооптимизирующихся цифровых адаптивных систем управления и вопросам их практического применения. Рассмотрены также некоторые проблемы реализации цифровых систем, в том числе фильтрации помех и учета характеристик исполнительных устройств. Читатель может сделать вывод, что в большинстве случаев синтез дискретных систем не отличается особой сложностью, если в распоряжении проектировщика имеются математические модели объектов управления, причем для построения моделей и расчета управляющих алгоритмов целесообразно использовать те же цифровые вычислители. Следует отметить, что разностные уравнения, описывающие функционирование дискретных систем, значительно проще с точки зрения их анализа и программной реализации, нежели дифференциальные уравнения, применяемые для описания непрерывных систем. [48]

Схема построения цифрового избирательного фильтра. [49]

Здесь на примере цифрового избирательного фильтра ( рис. 3.9) рассмотрим вопросы расчета и проектирования таких фильтров. Аналоговый фильтр на входе такого ЦФ ограничивает полосу частот сигнала и шума. В аналого-цифровом преобразователе ( АЦП) в моменты времени т пТя ( Тя - период дискретизации) значения входной функции х ( пТл) преобразуются в двоичные кодовые слова. В цифровом вычислителе ( ЦБ) эти кодовые слова обрабатываются в соответствии с заданным алгоритмом. С выхода вычислителя коды подаются на последующие устройства обработки либо в цифровой, либо в аналоговой форме. Для преобразования в аналоговую форму служит цифроаналоговый преобразователь ( ЦАП) и выходной фильтр, восстанавливающий сигнал из выборок. [50]

В последних модель объекта с запаздыванием включена в обратную связь регулятора, в результате чего удается получить наименьшее время установления переходных процессов. Недостатки таких регуляторов-предикторов и их модификаций ( см. [5.14]) состоят в их относительно высокой эксплуатационной стоимости и высокой чувствительности к несоответствию реального и заложенного при синтезе времени запаздывания. В общем случае для управления объектами с запаздыванием рекомендуется использовать пропорционально-интегральные регуляторы, динамические характеристики которых являются аппроксимацией регуляторов-предикторов. Однако применение цифровых вычислителей позволяет существенно снизить их эксплуатационную стоимость. Поэтому мы ниже снова рассмотрим дискретное управление объектами с ( большим) запаздыванием. [51]

При каскадном управлении и введении вспомогательных обратных связей по регулируемым переменным дополнительные ( регулируемые) измеряемые переменные объекта, расположенные между точками приложения управляющих воздействий и выходными сигналами, применяются для формирования управляющих сигналов. В качестве дополнительных обратных связей часто используют ( непрерывные) производные вспомогательных переменных, которые добавляются к входным или выходным сигналам регулятора. В этом случае кроме регулятора достаточно ввести в систему дифференцирующий элемент, как правило не требующий усиления по мощности. Стоимость аппаратурной реализации алгоритмов управления на цифровых вычислителях является незначительной частью полной стоимости системы, поэтому основное внимание будет уделено каскадной схеме управления. Использование такой структуры позволяет использовать более систематические методы синтеза одноконтурных систем. В связи с этим ниже из всего класса систем управления со вспомогательными обратными связями будут рассмотрены только схемы каскадного управления ( гл. Значительный интерес представляет также применение систем с прямыми связями ( гл. [52]

Предполагалось, что квантование по уровню вносит столь малые погрешности, что амплитуды сигналов могут считаться практически непрерывными. Данное предположение вполне оправдано, если сигналы изменяются в широком диапазоне и их обработка ведется на ЭВМ, обладающих большой разрядной сеткой. Если же отклонения сигналов невелики, а цифровой вычислитель оперирует со словами малой разрядности, то возникают существенные погрешности, которые должны учитываться при анализе цифровых систем. [53]

Ее основными недостатками являются трудности решения интегральных и дифференциальных уравнений, определяющих импульсные характеристики фильтров и восстанавливаемых сигналов, требования линейности преобразований и нормальности распределений сигналов и помех и трудности реализации фильтров для реальных видов модуляции, когда необходимо выделять нестационарные сигналы. Точное аналитическое решение дифференциальных уравнений нелинейной фильтрации можно получить крайне редко. Основная ценность в том, что они позволяют синтезировать оптимальные структурные схемы приемников, а когда распределения сигналов и помех близки к нормальным, то и оценить эффективность фильтрации. При нелинейной фильтрации приемники являются автоматическими нелинейными устройствами, следящими за информационными параметрами сигналов, по существу аналоговыми или цифровыми вычислителями решения нелинейного дифференциального уравнения фильтрации. [54]

Однако практическая реализация оптимальных алгоритмов, вытекающих из результатов этой теории, часто оказывается сложной. Поэтому для инженерной практики важное значение имеет разработка субоптимальных алгоритмов оценивания координат и параметров движения объектов. При этом плодотворным оказывается подход, связанный с условным разделением процессов обработки сигналов на первичную и вторичную. Вторичная обработка заключается в определении текущих координат местоположения объектов по результатам измерений соответствующих параметров сигналов с учетом принятой модели движения. При таком разделении все необходимые операции над радиосигналами, требующие высокого быстродействия, выполняются устройствами первичной обработки. В качестве устройств вторичной обработки, как правило, используются специализированные цифровые вычислители или управляющие ЭВМ. [55]

Страницы: 1 2 3 4