Automatyka

Jakie można podać przykłady połączenia członów na zasadzie sprzężenia zwrotnego?

Rozważmy kilka połączeń członów elementarnych na zasadzie sprzężenia zwrotnego, wskazujących na pewne charakterystyczne cechy wprowadzone do układu przez sprzężenie zwrotne. Przyjmiemy naj­pierw układ „prawie" liniowy — człon/ wykazu­jący ograniczenie na poziomach +M i —M, a w zakresie liniowym charakteryzujący się wzmocnie­niem k\ >0, człon / ściśle liniowy o wzmocnieniu k2. Zbadamy wynik takiego połączenia przy współ­czynniku k2 zmieniającym się od wartości ujem­nych — na dodatnie. W zakresie liniowości członu f\ otrzymuje się wtedy czyli wypadkowy współczynnik wzmocnienia od w do y wynosi Wypadkowa charakterystyka statyczna przy k2 < 0 jest pokazana na rys. 2.33A(a). Jej kształt jest taki sam jak charakterystyki pierwotnej /, z tym że poziomy ograniczenia +M i —M pozostają takie same, a zakres pracy liniowej, mierzony względem zmiennej wejściowej u, powiększa się (1 + k\k2\y -krotnie. Przy k2 = 0 charakterystyka wypadkowa pokrywa się z charakterystyką/. Przy A:2>0, lecz kxk2 1 otrzymujemy sytuację krytyczną omówioną w pyt. 2.28. Konstrukcja graficzna (rys. 2.33A(b)) charak­terystyki wypadkowej pokazuje jednak, że dzięki temu, że charakterystyka członu/ ma ograniczenie, również charakterystyka wypadkowa jest ograni­czona, z tym że spełnienie warunku k\k2 = 1 przejawia się w pionowym przebiegu charakterysty­ki, a więc nadaniu jej kształtu charakterystyki przekaźnikowej. Przy k\k2> 1 najlepiej odwołać się do konstrukcji graficznej (rys. 2.33A(c)), która pokazuje, że charakterystyka wypadkowa jest nie­jednoznaczna — występuje zjawisko histerezy. Po­wyższa konstrukcja umożliwia interpretację sensu fizycznego zjawisk prowadzących do histerezy. Odwrócimy obecnie sytuację i przyjmiemy, że jako człon/ mamy dany idealny element przekaźniko­wy, a człon / jest liniowy — jak poprzednio. Przy sprzężeniu zwrotnym dodatnim powinno to wpro- wadzić zjawisko histerezy, przy ujemnym zaś — prowadzić do „linearyzacji" charakterystyki przekaźnikowej (rys. 2.33B). Zauważmy jednak, że interpretacja drugiego wariantu nie jest łatwa: skoro charakterystyka A(m|) dopuszcza tylko dwie moż­liwe wartości y — +M i —A/, to w jaki sposób można otrzymać pośrednie wartości y na charakte­rystyce wypadkowej? Wyjaśnienie tego ria gruncie czysto statycznym nie jest możliwe. Zauważmy, że w ..zlinearyzowanym" zakresie charakterystyki wypadkowej obowiązuje warunek u, = 0. Jednak przy U\ = 0 wartość y nie jest jednoznaczna. W rzeczywistości występuje wtedy bardzo szybkie przełączanie wartości y między +M i —M w taki sposób, że ..średnio" otrzymuje się wartość pośred­nią - M < yt, < +M, przy czym k2yir = u. Opero­wanie uśrednianiem należy rozumieć w sensie cza­sowym, uśrednianie w czasie zaś implikuje, że rozważany układ nie jest statyczny, lecz dynamicz­ny. Jest to niewątpliwie słuszne spostrzeżenie, ponieważ przy dostatecznie szybkim przełączaniu wartości y nie można traktować członu/ znajdują­cego się w pętli sprzężenia zwrotnego jako idealnie statycznego.

Cytat dnia!

“Jak jest zbudowana cyfrowa maszyna matematyczna i czym różni się od maszyny analogo­wej?

Maszyna cyfrowa jest urządzeniem obliczeniowym operującym liczbami (wynika to zresztą z samej nazwy). Umożliwia ona wykonywanie czterech podstawowych działań arytmetycznych. Struktura maszyny jest przystosowana do wykonywanych zadań — maszyna składa się z arytmometru wyko­nującego działania arytmetyczne, pamięci zawiera- jącej odpowiedni zasób danych liczbowych oraz program działania maszyny, układu sterowania, organizującego współpracę między poszczególnymi elementami maszyny, oraz urządzeń wejścia i wyjś­cia umożliwiających wprowadzenie danych i odczyt wyników. Poszczególne operacje maszyny cyfrowej są wykonywane kolejno na pod­stawie programu zapisanego w pamięci. Podstawową różnicą między obydwoma typami maszyn jest to, że maszyna analogowa wykonuje działania na funkcjach czasu (sygnałach), natomiast maszyna cyfrowa na liczbach. Druga różnica wynika ze sposobu działania maszyn oraz programowania. W maszynie analogowej wszystkie operacje są wykonywane jednocześnie. Jeżeli program zawiera np. kilka operacji dodawa­nia, to każda z nich jest wykonywana za pomocą innego układu operacyjnego, a więc obliczenia są wykonywane równolegle. W maszynie cyfrowej jest tylko jeden arytmometr, jeżeli jest kilka operacji dodawania, są one wykonywane kolejno, jedna za drugą, a więc obliczenia w maszynie cyfrowej są wykonywane szeregowo. Fakt ten wyjaśnia, dla­czego maszyny analogowe są znacznie szybsze niż maszyny cyfrowe. ”