Создан заказ №1072609
2 апреля 2016
Определить динамический диапазон данных D (в децибелах) цифровой системы регулирования с аналого-цифровым преобразователем (АЦП)
Как заказчик описал требования к работе:
Срочно решить контрольную работу по автоматизации технологических процессов из 6 задач в двух вариантах. Все решения нужно подробно расписать.
Фрагмент выполненной работы:
Определить динамический диапазон данных D (в децибелах) цифровой системы регулирования с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), имеющим n разрядов.
Построить зависимость D = f(n) ( nmax ограничить 32 разрядами с шагом
расчета, равным 2).
Динамический диапазон данных представляет собой отношение максимального и минимального (не равного нулю) значений и определяется в первую очередь разрядностью АЦП. (работа была выполнена специалистами Автор 24) При этом следует иметь в виду, что один бит данных соответствует
20lg2 (децибел) ≈ 6,0205998,
а полный динамический диапазон определяется из соотношения:
D= n·20lg2.
Решение:
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) осуществляет преобразование непрерывного сигнала в дискретный (цифровой). При исследовании дискретных САР аналогово-цифровой преобразователь представляется в виде идеального ключа (дискретизатора или простейшего импульсного элемента) способного мгновенно размыкаться и замыкаться, генерируя на выходе последовательность мгновенных равноотстоящих импульсов типа δ-функций, амплитуда импульсов при этом будет пропорциональна величине непрерывного сигнала в момент замыкания ключа.
Рис. 1 - Структурна схема дискретной САР
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) осуществляет преобразование входного непрерывного сигнала в дискретный (цифровой) . При этом происходит дискретизация по времени, т.е. осуществляется выборка непрерывного сигнала в дискретные моменты времени . При исследовании ДСАР преобразователь АЦП представляется в виде идеального ключа способного мгновенно размыкаться или смыкаться генерируя на выходе последовательность импульсов типа - функции, амплитуда импульсов при этом будет пропорциональна величине непрерывного сигнала в момент мгновенного замыкания.
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) при исследовании дискретнойсистемы представляется в виде формирующего элемента, который преобразуетмгновенные импульсы на входе в реальные модулируемые импульсы. На выходеформирующего элемента имеем последовательность моделируемых импульсов, форма и параметры которых зависят от изменения входного сигнала. Формирующий элемент относится к непрерывной части системы, вместе с которой он образует приведенную непрерывную часть.
Дискретная часть САР состоит из последовательно соединенных сравнивающего устройства, АЦП, вычислительного устройства и ЦАП.
Сигнал на входе АЦП представляет собой непрерывный сигнал рассогласования х1(t) в виде ступенчатого воздействия. На выходе АЦП выдает цифровой сигнал х2(t). При этом происходит квантование по времени, то есть осуществляется выборка непрерывного сигнала в дискретные моменты времени t = nT, где n = 0, 1, 2, 3… ( Т – интервал дискретизации, в данном случае Т=1.2).
Поскольку АЦП представляется в виде идеального ключа способного мгновенно размыкаться и замыкаться, то на его выходе будет формироваться последовательность мгновенных равноотстоящих импульсов типа δ-функций, амплитуда которых будет пропорциональна величине непрерывного сигнала в момент замыкания ключа.
Сигнал из АЦП идет на вход ВУ, которое реализует П-закон регулирования. ВУ включает в себя звено запаздывания с передаточной функцией e-TS, учитывающего время прохождения сигнала через цифровой фильтр, поэтому график сигнала х3(t) на выходе из ВУ имеет запаздывание
Выходной сигнал из вычислительного устройства х3(t) модулируется цифро-аналоговым преобразователем. В данном случае применяется широтно-импульсная модуляция, поэтому прямоугольные импульсы на выходе ЦАП будут иметь постоянную амплитуду, период дискретизации, длительность и скважность.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП):
Уравнение:
Передаточная функция:
Рис. 2 – Элементарная структура АЦП
Цифровое вычислительное устройство с передаточными функциями
Передаточная функция вычислительного устройства складывается из передаточной функции П - закона регулирования Wзр(S) , реализуемого устройством, и передаточной функции звена запаздывания .
- закон регулирования:
- звено запаздывания:
Рис. 3 – Элементарная структура ВУ
Передаточная функция формирующего элемента (ЦАП)
Передаточная функция формирующего элемента (ЦАП) Wфэ(S) с прямоугольной формой импульса и скважностью .
Рис. 4 – Элементарная структура ЦАП
Структурная схема системы автоматического регулирования:
Рис. 5
На схеме введены следующие обозначения параметров элементов:
КИ – крутизна измерительного элемента, КИ = 0,5 В/град;
КУ – коэффициент усиления электронного усилителя, КУ = 30 mA/В;
К2, Т2 – коэффициент передачи и постоянная времени ЭМУ;
К2 = 15 В/mA, Т2 = 0,04 с;
К1, Т1 – коэффициент передачи редуктора, КРЕД = 1/900 = 0,00111 (i=900).
Требуется обеспечить показатели качества переходного процесса: перерегулирование max25%, время регулирования tп.пр. 0,7 с, число колебаний за время переходного процесса 2.
Структурная схема следящей системы представлена на рис. 6.
Рис...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
3 апреля 2016
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Определить динамический диапазон данных D (в децибелах) цифровой системы регулирования с аналого-цифровым преобразователем (АЦП).docx
2020-12-19 14:42
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4.2
Положительно
Всё во время, работа сделана без замечаний, автора рекомендую. Цена очень хорошая)
Хочешь такую же работу?
300 ₽
