Diskrétní systémy

Diskrétní systém je matematický model systému , který má vlastnost diskrétnosti . Obsahuje koncept diskrétního signálu . To znamená, že je to jakýkoli systém, ve kterém se používají diskrétní signály v uzavřené regulační smyčce.

Klasifikace diskrétních systémů

Obecné informace

Diskrétní signál je hlavní charakteristikou diskrétního systému, je určen posloupností hodnot x(t i ) daných v diskrétních časech.

Existuje celá řada důvodů, proč se v automatických systémech vyskytují diskrétní signály. Hlavní jsou:

Pomocí pulzní modulace probíhá speciální vzorkování signálu. Účelem modulace je přenášet více signálů současně na jednom kanálu. Stejně jako zvýšení odolnosti proti šumu, pokud je signál přenášen na velkou vzdálenost. Při řízení např. stejnosměrného motoru s pulzně šířkovou modulací řídícího signálu je pulzní modulace nutná z důvodu trénování zařízení řídícího objektu.

Druhý důvod souvisí s použitím digitálních nebo dekrementálních digitálních senzorů. Diskrétní signál je generován kvůli potřebě analyzovat situaci pomocí systému vidění.

Nejzákladnějším důvodem je třetí, kdy při použití výpočetní techniky v obvodu dochází k převodu příchozích signálů do diskrétních forem a také k jejich následnému zpracování. V digitálních systémech je vzorkování signálu analogově-digitální převod – převod spojitého signálu na sekvenci hodnot reprezentovaných v digitálním kódu.

Obecná klasifikace

Od zvoleného typu diskrétní transformace se diskrétní systémy dělí na: pulzní a digitální. V souladu s tím se systémy s pulzní modulací nazývají pulzní a systémy s převodem analogově-digitálního signálu se nazývají digitální.

Pulzní systémy se dělí podle způsobu modulace signálu, jsou to pulzně amplitudová modulace, pulzně šířková modulace a pulzně časová modulace.

Časově pulsní modulace se zase dělí na fázově pulsní a frekvenčně pulsní modulaci. Při pulzně amplitudové modulaci je signál nahrazen sekvencí pulzů, jejichž amplituda je úměrná hodnotám signálu naměřeným v ekvidistantních časech. Při modulaci šířky pulzu se mění šířka pulzu, zatímco jeho tvar, amplituda a momenty výskytu zůstávají nezměněny. Podle těchto typů modulace určuje lineární metodu převodu spojitého signálu na diskrétní pouze pulzně-amplitudová modulace. Zbývající metody jsou nelineární. Proto lineární pulzní systémy zahrnují systémy s lineární spojitou částí a amplitudově-pulzní modulací.

V digitálních systémech jsou hodnoty signálu měřené ve stejných časech reprezentovány v digitální formě. Při transformaci je určen zákon, podle kterého je jednomu z diskrétních signálů přiřazena hodnota spojitého signálu. Tento postup se nazývá kvantování úrovně. Při kvantování je „krok kvantování“ určen počtem číslic čísla.

Na základě výše uvedeného je analogově-digitální převod nelineární, avšak při velkém počtu bitů lze efekt kvantování úrovně zanedbat. Vezmeme-li v úvahu zanedbání, můžeme transformaci přibližně považovat za lineární a pak lze číslicový systém považovat za pulzní systém s amplitudově-pulzní modulací [1] .

Poznámky

  1. E.A. Fedosov, A.A. Krasovsky, E.P. Popov a další. Inženýrství. Encyklopedie. Automatické ovládání. Teorie. - M. , 2000. - S. 81-86. — 688 s. — ISBN 5-217-02817-3 .