01 - ru

Raqunarsko upravae

Zoran M. Buqevac

Raqunarsko upravae

Beograd, 2007.

Sadraj

1 Uvod u Raqunarsko upravae 11.1 Vrste prenosa signala i vrste sistema upravaa . . . . 2

1.1.1 Vremenski neprekidan prenos signala . . . . . . . . 31.1.2 Vremenski diskretan prenos signala . . . . . . . . . 31.1.3 Neprekidno diskretni prenos signala . . . . . . . . 41.1.4 Diskretno diskretni prenos signala . . . . . . . . . 51.1.5 Diskretni digitalni prenos signala . . . . . . . . . 51.1.6 Znaqaj diskretno digitalnog prenosa signala i Raqu-

narski upravanih sistema . . . . . . . . . . . . . . 61.2 Struktura i podsistemi diskretnog digitalnog sistema

upravaa i automatskog upravaa . . . . . . . . . . . . . 81.3 Primeri raqunarskih sistema automatskog upravaa . . 10

2 Odabiraqi, kvantovae i kodirae 172.1 Stvarni i idealni odabiraq . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.1.1 Prva aproksimacija rada stvarnog odabiraqa . . . 192.1.2 Druga aproksimacija rada stvarnog odabiraqa . . 202.1.3 Vrste vremenske diskretizacije . . . . . . . . . . . . 232.1.4 Tehniqko elektronsko izvoee odabiraqa i pro-

duivaqa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2 Kvantovae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.3 Kodirae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.4 Model diskretnog digitalnog sistema automatskog upravl-

jaa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3 Kompleksni i frekventni lik izlaza idealnog odabiraqa 313.1 Laplasova i Furijeova transformacija izlaznog signala

idealnog odabiraqa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.1.1 Prvi oblik kompleksnog i frekventnog lika izlaz-

nog signala idealnog odabiraqa . . . . . . . . . . . 323.1.2 Drugi oblik kompleksnog i frekventnog lika iz-

laznog signala idealnog odabiraqa . . . . . . . . . 333.1.3 Trei oblik kompleksnog i frekventnog lika izla-

znog signala idealnog odabiraqa . . . . . . . . . . . 383.2 Periodiqnost komplesnog lika X (s) . . . . . . . . . . . . . 39

v

vi SADRAJ

3.3 Periodiqnost frekventnog lika X (j) . . . . . . . . . . . 403.3.1 Pojava vixih uqestanosti u frekventnom liku X (j) 403.3.2 Nisko propusni priguxivaq (filter) . . . . . . . . 423.3.3 Xenonova teorema (Teorema odabiraa) . . . . . . 433.3.4 Fiziqko tumaqee Xenonove teoreme kroz primer . 44

3.4 Jednostruko prenosni i vixestruko prenosni diskretnisistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

4 Prenosne karakteristike diskretnog sistema 514.1 Prenosna funkcija i frekventna karakteristika jednos-

truko prenosnog diskretnog sistema . . . . . . . . . . . . . 524.1.1 Diskretna prenosna funkcija i diskretna frekven-

tna karakteristika otvorenog diskretnog sistema . 534.1.2 Prvi oblik diskretne prenosne funkcije . . . . . . 554.1.3 Drugi oblik diskretne prenosne funkcije . . . . . . 564.1.4 Trei oblik diskretne prenosne funkcije . . . . . 564.1.5 Prvi oblik diskretne frekventne karakteristike . 574.1.6 Drugi oblik diskretne frekventne karakteristike 574.1.7 Trei oblik diskretne frekventne karakteristike 57

4.2 Diskretna prenosna matrica i diskretna frekventna ma-trica vixestruko prenosnog diskretnog sistema . . . . . . 58

5 Sistemi za produavae trajaa signala 615.1 Sistemi za produavae trajaa signala nultog reda . . 62

5.1.1 Prenosna funkcija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.1.2 Frekventna karakteristika . . . . . . . . . . . . . . 64

5.2 Sistemi za produavae trajaa signala prvog reda . . . 655.2.1 Prenosna funkcija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665.2.2 Frekventna karakteristika . . . . . . . . . . . . . . 70

6 Z transformacija 716.1 Definicija z kompleksnog broja . . . . . . . . . . . . . . . . 726.2 Preslikavae s ravni u z ravan . . . . . . . . . . . . . . . . 73

6.2.1 Preslikavae intervala[ j02 , j02 ] . . . . . . . . . 75

6.2.2 Preslikavae pravih s = j02 , R . . . . . . . 766.2.3 Preslikavae realne ose s = R . . . . . . . . . . 786.2.4 Preslikavae s ravni u z ravan . . . . . . . . . . . 786.2.5 Preslikavae prave odreenog vremena smirea . 796.2.6 Preslikavae prave odreenog stepena priguxea 80

6.3 Definicija Z transformacije . . . . . . . . . . . . . . . . . 806.3.1 Osobine Z transformacije . . . . . . . . . . . . . . . 836.3.2 Inverzna Z transformacija . . . . . . . . . . . . . . 886.3.3 Graniqne teoreme Z transformacije . . . . . . . . . 88

6.4 Odreivae diskretnog signala na osnovu egove Z trans-formacije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906.4.1 Primena tablice Z transformacija . . . . . . . . . 906.4.2 Primena inverzne transformacije . . . . . . . . . . 91

Sadraj vii

6.4.3 Razvijae u stepeni red po z1 . . . . . . . . . . . . 916.5 Z prenosna funkcija i Z prenosna matrica . . . . . . . . . 92

viii Sadraj

Poglave 1

Uvod u Raqunarskoupravae

1

2 Poglave 1. Uvod u Raqunarsko upravae

1.1 Vrste prenosa signala i vrste sistema up-ravaa

U toku rada sistema upravaa ostvaruje se kako prenos signala izmeuegovih podsistema tako i obrada signala u tim podsistemima.

Sa informacijskog stanovixta podsistemi sistema upravaa su:

1. Predajnici (odaxiaqi) qija je uloga, kao xto i sam ihov nazivpokazuje, da predaju (odaxiaju) signale,

2. Kanali veza (prenosne linije, prenosnici) qija je uloga da se krozih fiziqki prenose signali,

3. Prijemnici qija je uloga da primaju signale od predajnika posred-stvom kanala veza,

4. Obradne jedinice qija je uloga da se u ima signali obrauju i

5. Prenosni organi u kojima se ostvaruje pretvarae signala.

Sa stanovixta ihove prirode ovi podsistemi mogu biti:

mehaniqki,

pneumatski,

hidrauliqki,

fluidiqki,

elektriqni,

elektronski i

kombinovani.

U aktuelnom trenutku tehnoloxkog i tehniqkog razvoja sistemi up-ravaa sa ihovim podsistemima su dominantno elektriqne i elek-tronske prirode, sa izuzetkom izvrxnih organa koji su vrlo qesto hidra-uliqke prirode zbog ihove osobine da iako su relativno malih gabaritamogu da ostvaruju veliku snagu.

Primer 1.1 Hidrauliqki izvrxni organi se koriste za pokretae kormilakod brodova, zakrilaca na krilima aviona i sliqno.

Prenos signala kroz kanal veze je mogu ako se predajnik nalazi navixem energetskom potencijalu u odnosu na prijemnik.

1.1. Vrste prenosa signala i vrste sistema upravaa 3

t

x

Predajnik

0

t

x

Prijemnik

0

Kanal veze

t

0

x

Slika 1.1: Vremenski neprekidan prenos signala

1.1.1 Vremenski neprekidan prenos signala

U sluqaju stalnog odravaa navedene potencijalne razlike izmeupredajnika i prijemnika i neprekinutog kanala veze ostvaruje se vre-menski neprekidan prenos signala xto ilustruje slika 1.1.

Sistemi upravaa kod kojih se u svim kanalima veza ostvaruje vre-menski neprekidan prenos signala su vremenski neprekidni sistemiupravaa. Rad ovakvih sistema se posmatra na vremenskom skupu

Tn = {t : t }

ili na povezanom podskupu ovog skupa.

1.1.2 Vremenski diskretan prenos signala

Mogu je prenos signala kroz kanal veze samo u pojedinim trenucima0, T, 2T, , pri qemu se ostvaruje vremenski prekidan (diskretan)prenos signala. Ovakav prenos signala ilustruje slika 1.2.

Definicija 1.1 Odabiraq je automatski prekidaq koji se zatvara samou pojedinim trenucima 0, T, 2T, , a u ostalim trenucima je otvoren.

Sistemi upravaa kod kojih se bar u jednom kanalu veze ostvarujevremenski prekidan prenos signala je vremenski prekidan (diskretan)sistem upravaa. Rad ovakvih sistema se posmatra na vremenskomskupu

Td = {0, T, 2T, , kT, } =

x (t) ={

x (t) ,t Td0,t TupslopeTd.

Oba pomenuta signala x i x mogu da imaju proizvone realne vred-nosti. Takvi signali nazivaju se analogni signali.


t

x

PrijemnikKanal veze

t

x

t

x

Predajnik

T0 T 2T kT 0 T 2T kT 0 T 2T kT

. . . . . . . . .

Trenuci odabirawa

Perioda odabirawa

(ne mora da bude konstantna)

Odabira~

(sampler)

(

)

O

Slika 1.2: Vremenski prekidan (diskretan) prenos signala

1.1.3 Neprekidno diskretni prenos signalaKada predajnik sadri nelinearnost relejnog tipa sa zonom neosetivo-sti onda se ostvaruje diskretizacija (kvantovae) signala po vrednos-tima (nivou) xto znaqi da izlazni signal moe da ima samo odreenekonstantne vrednosti izuzev u trenucima prekida. Ovakav prenos signa-la je neprekidan po vremenu a prekidan po nivou i naziva se neprekidnodiskretan prenos signala xto je ilustrovano na slici 1.3.

t

x

Predajnik

a/2

-a/2

b c

a

b

c

-b-c

-a

-b

-c

x

x

Kanal veze

t

0

x

t

0

x

Prijemnik

Slika 1.3: Neprekidno diskretan prenos signala

Sistemi upravaa kod kojih se bar u jednom kanalu veze ostvarujeneprekidno diskretan prenos signala su neprekidno diskretni sis-temi upravaa. Zbor nelinearnosti relejnog tipa ovi sistemi sezovu i relejni sistemi.

Brojqanim (cifarskim, digitalnim) kodiraem svakog konstantnognivoa kod neprekidno diskretnog signala nastaje digitalni (cifarski)


signal. Sistemi upravaa kod kojih je u svakom kanalu veze digitalniprenos signala su digitalni sistemi upravaa.

1.1.4 Diskretno diskretni prenos signalaAko predajnik sadri nelinearnost relejnog tipa i odabiraq dolazido diskretizacije i po nivou i po vremenu i ostvaruje se diskretnodiskretni prenos signala xto ilustruje slika 1.4.

t

x

Predajnik

a/2

-a/2

b c

a

b

c

-b-c

-a

-b

-c

x

x

Kanal veze

t

x

0 T 2T 3T 4T

*

t

x

Prijemnik

0 T 2T 3T 4T

*

T

Slika 1.4: Diskretno diskretan prenos signala

Sistemi upravaa kod kojih je bar u jednom kanalu veze diskretnodiskretni prenos signala su diskretno diskretni sistemi uprav-aa.

1.1.5 Diskretni digitalni prenos signala

Ako se kod diskretno diskretnog prenosa signala sprovodi i digitalnokodirae onda se ostvaruje diskretni digitalni prenos signala.Diskretni digitalni prenos signala ilustruje slika 1.5.

Slika 1.5: Diskretni digitalni prenos signala

Signal x (t) u predajniku izvorno je vremenski neprekidan, kontin-ualan tj. proizvona realna funkcija kontinualnog vremenskog argu-


menta. On kao takav nee biti odaslat kroz kanal veze zbog posto-jaa odabiraqa i nelinearnosti relejnog tipa sa zonom neosetivostiu okviru predajnika.

Zahvaujui postojau nelinearnosti relejnog tipa sa zonom neo-setivosti dolazi do diskretizacije signala x (t) po nivou koji se pret-vara u signal x (t) koji ima samo konstantne vrednosti, odreene nivoimarelejne nelinearnosti, izuzev u trenucima prekida. Na dijagramu iz-nad kanala veze to je signal prikazan iskprekidanom linijom koji imasamo tri konstantne vrednosti. Signal x (t) ima konstantnu vrednostza sve vrednosti signala x (t) koje pripadaju intervalu na kome relejnanelinearnost ima tu konstantnu vrednost.

Zahvaujui postojau odabiraqa dolazi do diskretizacije signalax (t) po vremenu koji se idealno posmatrano pretvara u niz ekvidistan-tnih impulsa qije povrxine zavise od vrednosti signala x u trenutkupojavivaa impulsa. Iako su visine ovako dobijenih impulsa, kao ivisine bilo kojih impulsa uopxte, beskonaqne, oni su na dijagramu iz-nad kanala veze prikazani vertikalnim duima u trenucima odabiraakoje idu samo do nivoa signala x (t) . To simboliqno oznaqava da su povr-xine impulsa jednake vrednostima signala x u trenucima odabiraa.

Konstantne vrednosti signala x (t) mogu se shvatiti kao konaqanbroj diskretnih elemenata informacija koji se mogu predstaviti tj.kodirati pomou signala koji imaju samo dve vrednosti, nizak nivokoji se matematiqki predstava cifrom 0 i visok nivo koji se matema-tiqki predstava cifrom 1. Otuda se ovakvo predstavae konstantnihvrednosti signala x (t) naziva digitalno tj. cifarsko kodirae. Uprimeru sa slike ukupno qetiri mogue razliqite konstantne vrednostise kodiraju sa ureenim skupom od dve cifre od kojih svaka moe da bude0 ili 1, i to konstantna vrednost 0 kodira se sa 00, konstantna vrednosta sa 01, konstantna vrednost b sa 10 i najzad konstantna vrednost c sa11. Poxto svaka cifra u pomenutom ureenom skupu cifara oznaqavaposeban dvovrednosni signal, signal x (t) koji se prenosi kroz jedno-struki kanal veze posle digitalnog kodiraa se prenosi kroz dvostrukikanal veze ili se pojavuje na dvokanalnom izlazu.

Sistem upravaa kod koga se bar u jednom kanalu veze ostvarujediskretni digitalni prenos signala je diskretni digitalni sistem up-ravaa. Kod sistema upravaa sa digitalnim raqunarom ostvarujese ovakav prenos signala. Raqunarsko upravae po-drazumeva diskretni digitalni prenos signala. Kod raqunarsko up-ravanih sistema ostvaruje se diskretni digitalni prenos signala.

1.1.6 Znaqaj diskretno digitalnog prenosa signala iRaqunarski upravanih sistema

1. Vremenska diskretizacija daje mogunost da se vixe vremenskidiskretnih signala prenese jednim kanalom veze. To se ostvarujeuz pomo vixestrukih odabiraqa xto ilustruje slika 1.6.

Na slici 1.7 su prikazani u vremenskom domenu vremenski neprekidni


. . .

T

T

T

x1

xn

x2

kT+

kT+2

kT+n

.

.

.

1O

nO

2O

T

T

T

kT+

kT+2

kT+n

.

.

.

x1*

x2*

xn*

2O $

nO $

1O $

n T,

Slika 1.6: Ulazno izlazni vixestruki odabiraqi

i vremenski diskretni signali koji se prenose kroz jedan kanalveze.

x1

xn

x2

2T

T

T+

2

T+2

n

T+n

0

t

x1 xnx2, , ,...

2T

T

T+

2

T+2

n

T+n0

t

, ,...,x1* x1*x2*

x2*

xn*

xn*

Slika 1.7: Vremenski diskretni signali koji se prenose kroz jedankanal veze

2. Na osnovu prethodnog mogue je koristiti samo jedan uporeivaqkod vixestrukoprenosnih zatvorenih sistema upravaa.

3. Efikasnije i ekonomiqnije se koriste instrumenti i energetskiizvori (smauje se potroxa energije).

4. Digitalni raqunar kao deo upravaqkog sistema moe da:

izvodi sloene operacije,


obrauje brzo i taqno veliki broj podataka, donosi brze i pravilne odluke u skladu sa odreenim algo-

ritmima,

ostvaruje pravilno i pravovremeno upravae, postie visoku taqnost obrade signala, prilagoava se u promeni algoritma, realizuje sloene ali vrlo efikasne algoritme upravaa, realizuje algoritme koji se ne mogu ostvariti analognim prenos-

nim organima.

1.2 Struktura i podsistemi diskretnog digi-talnog sistema upravaa i automatskogupravaa

Mada u opxtem sluqaju diskretni digitalni sistem upravaa i auto-matskog upravaa ne mora da bude sa digitalnim raqunarom u uemsmislu ve moe da bude i sa specijalnim digitalnim ureajem qija jepriroda jednaka prirodi digitalnog raqunara ovde se diskretni digi-talni sistem upravaa i automatskog upravaa poistoveuje sa sis-temom upravaa i automatskog upravaa sa digitalnim raqunarom.

Digitalni raqunar je deo upravaqkog sistema i ima ulogu korek-cionog organa upravaqkog sistema, gde se ostvaruje algoritam uprava-a, zadavaqa gde se zadaje eeni izlaz i uporeivaqa gde se porede sig-nali o eenom i stvarnom izlazu. Ostali delovi upravaqkog sistemakod ovih sistema, kao xto su izvrxni organi, davaqi stvarnih vred-nosti izlaza ili poremeaja, su obiqno po svojoj prirodi razliqiti odprirode digitalnog raqunara, tj. oni su vremenski neprekidni podsis-temi. Radi jednostavnosti, kod ovih sistema upravaa i automatskogupravaa, digitalni raqunar se poistoveuje s upravaqkim siste-mom. Na slikama 1.8, 1.9, 1.10 i 1.11 prikazani su strukturni dijagramiotvorenog, otvorenog s direktnom kompenzacijom poremeaja, zatvorenogi kombinovanog diskretno digitalnog sistema upravaa i automatskogupravaa.

R

uxi xiO

uxi xiR ^ O

v

Slika 1.8: Strukturni dijagram otvorenog diskretnog digitalnog sis-tema upravaa i automatskog upravaa bez direktne kompenzacijeporemeaja

Na prikazanim strukturnim dijagramima korixene su oznake koje seinaqe koriste kod sistema upravaa i automatskog upravaa izuzev

1.2. Struktura i podsistemi diskretnog digitalnog SU i SAU 9

R Ou

xi

xi

z

Ou

xi

xiR ^

v

R Ou

xi

xi

zz

Slika 1.9: Strukturni dijagram otvorenog diskretnog digitalnog sis-tema upravaa i automatskog upravaa sa direktnom kompenzacijomporemeaja

Ou

xi xiR ^

v

R Ou

xi xi

zz

Slika 1.10: Strukturni dijagram zatvorenog diskretnog digitalnogsistema upravaa i automatskog upravaa

Ouxi xi

R ^

v

R Ou

xixi

zz

Slika 1.11: Strukturni dijagram kombinovanog diskretnog digitalnogsistema upravaa i automatskog upravaa


oznake R i Q koja pretstava digitalni raqunar i qoveka. Navedenistrukturni dijagrami formalno se ne razlikuju od strukturnih dija-grama navedenih tipova sistema upravaa i automatskog upravaauopxte. Jedina razlika je xto kod ovde razmatranih sistema digitalniraqunar ima ulogu upravaqkog sistema.

Digitalni raqunar, kao xto je ve napomenuto u odeku 1.3, dras-tiqno se po svojoj prirodi razlikuje od ostalih delova sistema. Dabi se omoguio nesmetan protok signala koji su u razliqitim delovimasistema potpuno razliqiti po svojoj prirodi, neophodno je da kod ova-kvih sistema postoje pretvaraqi signala. U samom digitalnom raqu-naru su prisutni digitalni signali i on operixe samo sa takvim sig-nalima, dok su u ostalim delovima sistema zastupeni analogni sig-nali. Zato je potrebno analogne signale pre ihovog ulaska u raqunarpretvoriti u digitalne signale. To se ostvaruje pomou analogno dig-italnih pretvaraqa koji se oznaqavaju sa A/D. Digitalni signali kojiizlaze iz raqunara, da bi mogli da se prenesu u druge analogne pod-sisteme, moraju biti pretvoreni u analogne signale. To se ostvarujepomou digitalno analognih pretvaraqa koji se oznaqavaju sa D/A. A/Di D/A pretvaraqi, pored digitalnog raqunara, su podsistemi diskret-nih digitalnih sistema upravaa i automatskog upravaa, po kojimase oni razlikuju od ostalih sistema upravaa i automatskog upravl-jaa. Ostali podsistemi su isti kao kod sistema upravaa i automat-skog upravaa uopxte. Na strukturnim dijagramima prikazanim naslikama 1.8, 1.9, 1.10 i 1.11 A/D i D/A pretvaraqi nisu eksplicitnoprikazani, ve se podrazumeva da su oni sastavni deo digitalnog raqu-nara. To odgovara i qieniqnom stau u praksi, jer su A/D i D/Apretvaraqi fiziqki realizovani pomou tzv. ADDA elektronske karte,koja se inaqe smexta u digitalni raqunar.

1.3 Primeri raqunarskih sistema automatskogupravaa

Primer 1.2 Signalno voeni presretaqki sistem

Na slici 1.12 prikazana je funkcionalno strukturna xema signalnovoenog presretaqkog sistema (rakete) [16] qiji je zadatak da let raketebude usmeravan u prostoru tako da doe do presretaa i unixteaneprijateskog aviona u pokretu pre nego xto on izbaci svoje bombe.

Radar za praee cia prvo otkriva a potom prati ci. On dajeinformacije neophodne za odreivae udaenosti i ugla cia kao iihove brzine promene tj. izvode po vremenu ovih veliqina. Te infor-macije neprekidno se xau u digitalni raqunar koji izraqunava pred-viani budui kurs cia. Radar za praee rakete daje sliqne infor-macije o raketi koje raqunar koristi za odreivae ene putae leta.Raqunar poredi putae leta cia i rakete i odreuje korekciju putaeleta rakete kako bi doxlo do ukrxtaa ihovih kurseva. Potrebne in-

1.3. Primeri raqunarskih sistema automatskog upravaa 11

Slika 1.12: Funkcionalno strukturna xema signalno voenog presre-taqkog sistema

formacije o korekciji leta putae rakoete prenose se do e putem ra-dio signalne veze. Ove informacije o grexci putae leta neophodne zaenu korekciju koristi upravaqki sistem rakete. Upravaqki sistemrakete pretvara signal grexke u pomerae aerodinamiqkih uprava-qkih povrxina uz pomo izvrxnog organa. Raketa odgovara na poloajaerodinamiqkih upravaqkih povrxina i zauzima propisanu putauleta koja treba da dovede do sudara sa ciem. Praee cia na moni-toru je neprekidno tako da se promena kursa rakete sprovodi sve dotaqke sudara.

Na slici 1.13 prikazan je detaan strukturni dijagram signalnovoenog presretaqkog sistema.

Slika 1.13: Detaan strukturni dijagram signalno voenog presre-taqkog sistema

xiz (t) je signal o putai leta cia koji se dobija pomou radara u


vidu vremenski diskretizovanog signala xiz (t). Ovaj signal ima ulogusignala o eenom izlazu. xi (t) je signal o putai leta rakete kojise dobija takoe pomou radara u vidu vremenski diskretizovanog sig-nala xi (t). Ovaj signal ima ulogu signala o stvarnom izlazu. Obapomenuta signala se uvode u digitalni raqunar. Imajui u vidu daje digitalni raqunar ureaj koji operixe samo sa digitalnim signal-ima a da su xiz (t) i x

i (t) analogni signali, koji su po svojoj prirodi

potpuno razliqiti od digitalnih signala, neophodno ih je pre uvoeau digitalni raqunar petvoriti u digitalne signale pomou analognodigitalnih pretvaraqa. Analogno digitalni pretvaraqi su na ovomstrukturnom dijagramu oznaqeni sa A/D. Digitalni raqunar izraqu-nava signal grexke e (kT ) = xiz (kT )xi (kT ) koji se radio vezom prenosido dela upravaqkog sistema koji se nalazi u raketi i koji je takoedigitalnog tipa. U digitalnom upravaqkom sistemu koji je smextenu raketi signal grexke se obrauje po odreenom algoritmu i dobijase digitalni signal m (kT ) koji se mora pretvoriti u analogni signalm (t) da bi se moglo pomou ega delovati na analogne izvrxne organe.Ovo pretvarae se ostvaruje pomou digitalno analognog pretvaraqakoji je na slici 1.13 oznaqen sa D/A. Najzad izvrxni organi pokreuaerodinamiqke upravaqke povrxine koje usmeravaju raketu ka pokret-nom ciu radi egovog presretaa i unixtea.

Na slici 1.14 prikazan je uproxeni strukturni dijagram signalnovoenog presretaqkog sistema.

Slika 1.14: Uproxeni strukturni dijagram signalno voenog presre-taqkog sistema

Imajui u vidu da se u sistemu ostvaruje diskretni digitalni prenossignala zahvaujui postojau A/D i D/A pretvaraqa ovaj sistem auto-matskog upravaa pripada grupi diskretnih digitalnih sistema auto-matskog upravaa.

Primer 1.3 Raqunarski sistem automatskog regulisaa klime u pros-toriji

Na slici 1.15 prikazana je funkcionalno simboliqna xema raqu-narskog sistema automatskog regulisaa (RSAR-a) klime u prostoriji.


Sve stroiji zahtevi za kvalitetom klime u prostorijama u kojima seivi i radi podrazumevaju odravae eene temperature, vlanostii brzine vazduha u ima. U sluqaju da se radi o velikom broju pros-torija jedne zgrade ili nasea moe se koristiti digitalni raqunarza automatsko urpavae klimom u svim prostorijama.

Ovla`iva~

Prostorija

D/A

T

D/A

T

D/A

T

D/A

T

T

Greja~

+

PS

T

Hladwak

PS

T

PS

T

T

A/D

PS

T

A/D

PS

T

A/D

PS

...

T

A/D

PS

.

T

A/D

PS

.

.

...

Digitalni ra~unar

Klapna

PS

T

0

Z

T

.

z

L

T

u

Z

T

z

L

w

Z

T

wz

L

Ventilator

Slika 1.15: Funkcionalno simboliqna xema RSAR-a klime u pros-toriji

z je eena a stvarna temperatura vazduha u prostoriji dok je0 temperatura spoeg vazduha. z je eena a stvarna vlanostvazduha u prostoriji dok je u vlanost ulaznog vazduha. wz je eenaa w stvarna brzina strujaa vazduha kroz prostoriju. A/D oznaqavaanalogno-digitalni pretvaraq qiji je zadatak da analogni ulazni sig-


nal pretvori u digitalni izlazni. D/A oznaqava digitalno-analognipretvaraq qiji je zadatak da digitalni ulazni signal pretvori u analo-gni izlazni. PS oznaqava produivaq trajaa signala qiji je za-datak da prima izlazni signal odabiraqa u trenutku odabiraa i daga prenosi na svoj izlaz u tom trenutku i u svim drugim trenucima donarednog trenutka odabiraa.

Primer 1.4 Raqunarski sistem automatskog regulisaa poloaja ogledalasolarne elektrane

Na slici 1.16 prikazana je funkcionalna xema solarne elektrane ana slici 1.17 funkcionalno simboliqna xema RSAR-a poloaja ogledalaove elektrane sa raqunarom.

Ogledala

Dobo{

Turbina

Razmewiva~

Pumpa

Slika 1.16: Solarna elektrana

Poloaj ogledala treba da bude takav da obezbedi prenos xto veekoliqine sunqeve energije na dobox. Poxto se zema kree to se ipoloaj ogledala mea u odnosu na sunce u toku dana tako da ga je stalnopotrebno korigovati u datom smislu. Broj ogledala je veliki i ona supodeena u poa koja se sastoje od vixe segmenata. Svim ogledalimajednog poa se obezbeuje jednako ponaxae, tj. automatski se upravaihovim poloajem. U ovaj SAR ukuqen je mikroprocesor MP qiji jezadatak da na osnovu informacije o poloaju sunca izraqunava eenipoloaj ogledala. ME oznaqava merni element.

Primer 1.5 Raqunarski sistem automatskog regulisaa vaaonice lima

Na slici 1.18 prikazana je funkcionalno-simboliqna xema RSAR-avaaonicom lima.


PS

PST

T

ME

ME

D/A

T

T

A/DPS MP

1

1 1

2

Ogledalo

Slika 1.17: Funkcionalno simboliqka xema RSAR-a poloaja ogledalasolarne elektrane

D/AD/A A/D A/D

Digitalni raa~unar

z

L

z

L

z

L

v

Slika 1.18: Funkcionalno-simboliqna xema RSAR-a vaaonicom lima


z je eena a stvarna debina lima. z je eeni a stvarninapon lima. vz je zadata brzina vaaa.

Raqunar prima eene vrednosti navedenih veliqina u digitalnomobliku.

Primer 1.6 RSAR poloaja glave memorijskog diska

Na slici 1.19 prikazan je strukturni dijagram RSAR-a poloajaglave za qitae sa i upisivae na memorijski disk.

Digitalnira~unar

Generatorpulseva

Pokreta~kokolo

Kora~nimotor

Digitalnikoder

pozicije

Glava za~itawe ipisawe

Slika 1.19: Strukturni dijagram RSAR-a poloaja glave memori-jskog diska

Svaki puls kojim se pobuuje koraqni motor obezbeuje egovo zaokre-tae za taqno odreeni ugao.

U ovom sistemu postoji samo digitalni prenos signala tako da nepostoji potreba za A/D i D/A pretvaraqima. Sistem je qisto digi-talni. Digitalni koder pozicije je u ustvari digitalni merni elementpozicije.

01 - ru

Documents