Структурную схему системы автоматического управления (САУ) можно представить в следующем виде (рис. 1):
В состав устройства управления входят корректирующее и вычитающее устройства.
В процессе разработки системы автоматического управления решаются две основные задачи:
- Синтез корректирующего устройства, результатом которого является передаточная функция корректирующего устройства;
- Техническая реализация корректирующего устройства.
Рассмотрим вопросы технической реализации корректирующего устройства на примере пропорционального регулятора (рис. 2):
Вариант 1. Реализация в виде электронной схемы (например, на основе операционного усилителя, рис. 3). В этом случае значение управляющего сигнала
может быть измерено в любой момент времени и с любой точностью. Системы, сигналы в которых существуют (могут быть измерены) в любой произвольный момент времени называются
непрерывными системами.
Вариант 2. Реализация на основе специализированной ЭВМ (рис. 4):
В этом случае собственно корректирующее устройство реализуется программно в виде алгоритма расчета значения управляющего сигнала
по известным значениям
и
. Блок-схема такого алгоритма выглядит следующим образом (рис. 5):
Рис. 5. Алгоритм работы корректирующего устройства
Весь управляющий цикл состоит из ввода исходных данных для расчета, собственно расчета и вывода полученного значения управляющей величины. Работа алгоритма может быть представлена на временной оси (рис. 6):
Так как реализация алгоритма представляет собой набор операций, а каждая операция выполняется внутри ЭВМ за конечное время, процессы ввода, расчета и вывода также занимают конечное время. Следовательно, значение управляющей величины
будет определено только по окончании фазы расчета, а на протяжении самого расчета и ввода данных будет оставаться неопределенным. Так как цикл "ввод-расчет-вывод" выполняется периодически, значение
будет определено лишь в отдельные моменты времени, соответствующие моменту окончания фазы расчета на рис. 6. Временной интервал между этими моментами будет равен длительности одного цикла выполнения алгоритма
:
То же самое можно сказать и о сигналах, вводимых в ЭВМ (рис. 8). Эти сигналы определены внутри ЭВМ лишь в дискретные моменты времени (на фазе ввода
и
). В промежутках между ними (на протяжении фазы расчета и вывода) ЭВМ не имеет информации об истинном значении величин
и
.
Системы, сигналы в которых определены лишь в отдельные дискретные моменты времени, называются
дискретными системами. Все системы, в состав которых входит ЭВМ, являются дискретными.
Таким образом, все системы автоматического управления в зависимости от варианта технической реализации блока управления (корректирующего устройства) можно подразделить на непрерывные и дискретные.
