Проектирование цифровых систем автоматического управления на основе теории z-преобразований. 2-е изд.

Введение 7 1 Структура цифровых систем автоматического управления 8 1.1 О терминах по цифровым системам управления 8 1.2 Иерархическая структура цифровых систем управления 8 1.3 Общая схема проектирования цифровых систем управления 10 1.4 Общие сведения о структуре систем управления с ЭВМ 12 2 Квантование непрерывных функций 16 2.1 Общие положения о квантовании непрерывных функций 16 2.2 Теорема о квантовании 17 2.3 Теорема Шеннона 17 2.4 Решетчатые функции 20 2.5 Производные для решетчатых функций 25 2.6 Разностные уравнения 30 2.7 Применение преобразования Лапласа для анализа дискретных функций времени 33 2.8 Фиксирующие элементы 34 3 Теория z-преобразования 38 3.1 Определение z-преобразования 38 3.2 Очередность нахождения z-преобразования непрерывной функции 39 3.3 Способ определения z-преобразований дискретных функций по формуле разложения суммы 40 3.4 Замечания о понятиях корень, ноль и полюс функции 42 3.5 Определение z-преобразований типовых функций 43 3.6 Теоремы z-преобразования 53 3.6.1 Суммирование и вычитание 53 3.6.2 Свойство линейности решетчатых функций 54 3.6.3 Z-преобразование функции x(t) умноженной на константу a 55 3.6.4 Сдвиг во временной области. Теоремы о запаздывании и упреждении 55 3.6.5 Теорема об умножении оригинала на экспоненту (смещение в области изображений) 57 3.6.6 Теорема о начальном значении 59 3.6.7 Теорема о конечном значении 60 3.6.8 Теорема дифференцирования 62 3.6.9 Теорема о свертке во временной области 63 3.7 Обратное z-преобразование 65 3.7.1 Метод разложения функции F(z) на простые дроби 65 3.7.2 Формулы разложения дробно-рациональных функций 70 3.7.3 Метод разложения функций в степенной ряд (ряд Лорана) 73 3.7.4 Метод, основанный на использовании формулы обращения 75 4 Проектирование вариантов системы автоматического управления давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин при переменном давлении рециркулируемых газов 78 4.1 Функциональная схема системы автоматического управления (САУ) давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин при переменном давлении рециркулируемых газов 78 4.2 Разработка САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин с использованием датчика давления как колебательного звена и электрического моторного исполнительного механизма 82 4.2.1 Разработка САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин с использованием датчика давления как колебательного звена с теоретическими значениями постоянной времени и коэффициента демпфирования и электрического моторного исполнительного механизма (вариант 1) 82 4.2.1.1 Структурная схема САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин по варианту 1 82 4.2.1.2 Передаточная функция управляемого процесса САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин по варианту 85 4.2.1.3 Z-преобразование передаточной функции и построение частотных характеристик управляемого процесса САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 1 91 4.2.1.4 Выбор регулятора и построение частотных характеристик САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 1 114 4.2.2 Разработка САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин с использованием датчика давления как колебательного звена с принятыми значениями постоянной времени и коэффициента демпфирования и электрического моторного исполнительного механизма (вариант 2) 120 4.2.2.1 Функциональная и структурная схемы САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин по варианту 2 120 4.2.2.2 Z-преобразование передаточной функции и построение частотных характеристик управляемого процесса САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 2 121 4.2.2.3 Выбор регулятора и построение частотных характеристик САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 2 125 4.3 Разработка САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин с использованием датчика давления как апериодического звена второго порядка и электрического моторного исполнительного механизма (вариант 3) 131 4.3.1 Функциональная и структурная схемы САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин по варианту 3 131 4.3.2 Z-преобразование передаточной функции и построение частотных характеристик управляемого процесса САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 3 132 4.3.3 Выбор регулятора и построение частотных характеристик САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 3 139 4.4 Разработка САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин с использованием датчика давления как апериодического звена второго порядка и электромагнитного исполнительного механизма (вариант 4) 145 4.4.1 Выбор электромагнита исполнительного механизма 145 4.4.2 Функциональная и структурная схемы САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин по варианту 4 148 4.4.3 Z-преобразование передаточной функции и построение частотных характеристик управляемого процесса САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 4 149 4.4.4 Выбор регулятора и построение частотных характеристик САУ давлением газов в реакторе пиролиза по варианту 4 152 4.5 Переходные характеристики САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин (варианты 1-4) 158 4.6 Реализация выбранных дискретных регуляторов для САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин в виде импульсных RC-фильтров (варианты 2-4) 182 4.7 Установившиеся ошибки САУ давлением газов в реакторе пиролиза изношенных шин (варианты 2-4) 186 5 Проектирование цифровой системы автоматического управления амплитудой периодических возмущений давления пробного газа при контроле герметичности кабины вертолета с использованием горизонтальной трубки 191 6 Проектирование цифровой системы автоматического управления переменным разрежением газов в туннельной печи обжига керамических стеновых изделий 216 Список использованных источников 235 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблица z-преобразований 238