Цифровые элементы в информационно-управляющих системах

Лекция 1

Рассмотрев систему управления

можно отметить следующее:

- объект управления характеризуется изменением энергетических и материальных потоков и, соответственно, изменением параметров или координат во времени; эти изменения происходят непрерывно либо дискретно во времени (например, изменение температуры, расхода, скорости вращения, напряжения, тока и т. д.);

- интересующие нас параметры объекта преобразуются устройством ввода (преобразователями параметров) в сигналы, доступные устройству обработки информации; выходом устройства ввода могут быть электрические, пневматические, световые сигналы, изменяющиеся непрерывно во времени (аналоговые) или дискретно. Информацию о параметре несет, как правило, амплитуда аналогового сигнала на выходе УВ или частота гармонического сигнала. В дискретных , в т. ч. импульсных сигналах, информация отражается амплитудой, частотой следования импульсов, положением их на периоде следования и т. д.;

- в качестве устройства обработки информации в настоящее время используются в основном цифровые устройства с двоичной формой представления информации;

- устройства вывода осуществляют преобразование информации из формы, используемой устройстве обработки, к форме, необходимой для исполнительного устройства.

В последние годы область применения цифровых элементов в системах управления значительно расширилась, приблизившись непосредственно к первичным преобразователям информации (датчикам) и исполнительным механизмам. Все чаще применяются т.н. «интеллектуальные» датчики, ИМ.

Дискретные сигналы, виды модуляции.

Сигналы с различной формой представления информации применяются в устройствах и каналах связи при кодировке с целью дальнейшей обработки информации, передачи и управления исполнительными механизмами.

В цифровых устройствах на входах, выходах логических элементов, межэлементных линиях связи, каналах данных циркулируют двухуровневые дискретные сигналы, соответствующие двоичной форме представления информации:

Основными достоинствами цифровых методов с двоичной системой исчисления являются:

- большая помехоустойчивость и стабильность работы по сравнению с аналоговыми;

- простота реализации устройств по сравнению с другими системами исчисления;

- большие возможности по запоминанию (накоплению) информации.

Помимо двоичной системы исчисления из информатики известны также восьмеричная, шестнадцатиричная системы, но эти системы используются в описаниях и программировании как удобный переход к двоичной. Двоично-десятичная система в основном применяется при операциях ввода, вывода информации на устройства ее отображения.

При выполнении арифметических операций числа представляются в прямых кодах со знаком или дополнительных, в форме с фиксированной или плавающей запятой.