сбой может исказить информацию, которая хранится в оперативной памяти. Поэтому при реализации «надежной точки» необходимо повторно вводить максимум требующихся исходных данных из долговременного устройства.

Ошибки вычислений и записи чисел в оперативное запоминающее устройство могут определяться и корректироваться по схеме, изображенной на рис. 1.10. Сначала проверяется конечная точка вычислений - команда, подаваемая на исполнительное устройство. Сообразность этой

Вычисление команды управления

Проверка сообразности команды упраЬлвнш

„ПроЬитио

,Сбоа

JlpaBuflbHC

Проверка сообразности движения объекта

Отбрасыбание

неЪерной команды и

пересчет

Проверка сообразности пересчитанной команды

„Сбои

, Прабильио

,СВой"

Возврат к надежной

Временное отклитенив могицескай схемы

„Сбои"

Проверка сообразности вбимения объекта

, Правильно

выдача пересчитанной

команды управления

Рис. 1.10. Логический контур проверки сообразности вычислений.

команды может определяться сравнением разности двух последовательных команд с порогом, полученным при моделировании и соответствующим максимальным возмущениям, действующим на объект управления. Если указанная разность удовлетворяет критерию сообразности, то входные данные канала управления (управляемая величина или ее производные) сравниваются с некоторыми константами, также полученными при моделировании. Эта проверка предназначена для обнаружения уходов от устойчивого состояния, вызванных, например, неисправностями канала управления.

Если в результате проверки окажется, что команда на управление объектом не соответствует его движению, то текущая команда на управление игнорируется и до вычисления новой команды в следующем цикле сохраняется

команда предыдущего цикла. Новые команды проверяются таким же способом. Такая проверка позволяет сохранить работоспособность системы при однократных сбоях. В том случае, когда несколько раз подряд не удовлетворяется критерий сообразности, программа может перейти к процедуре задания «надежной точки» или к выдаче сигнала аварийной ситуации.

§ 1.3. Методы исследования цифровых систем управления

Цифровые системы управления имеют квантование по времени, что относит их к классу импульсных систем, и квантование по уровню, что делает их нелинейными. Существующие методы исследования нелинейных систем сравнительно мало пригодны для цифровых систем. Методы фазового пространства и фазовой плоскости [21, 74, 145] могут применяться для сравнительно простых систем, обычно, за малым исключением, не имеющих практического значения. Метод гармонической линеаризации [21, 1401 оказывается здесь сравнительно сложным вследствие необходимости учета влияния квантования по времени. Осложнение также вызывает непрерывное смещение начальных точек отсчета на нелинейных статических характеристиках входных и выходных преобразователей, вызванное изменяющимися внешними воздействиями. Другие аналитические методы исследования [34, 125, 142] также еще пока малоэффективны.

Поэтому основным методом исследования цифровых систем управления является их моделирование на универсальных цифровых вычислительных машинах и на аналого-цифровых комплексах. Однако такое моделирование не может проводиться без параллельного аналитического исследования, предназначенного для обоснования структуры проектируемой системы, определения основных ее параметров и качественных показателей и предварительного выбора всех элементов. При этом аналитические методы могут предполагать вынесение сложных расчетов на вычислительную технику с целью экономии времени и возможного просмотра большого количества вариантов.

Все это предъявляет к возможным аналитическим методам требования высокой эффективности и обозримости

получаемых результатов. Наиболее пригодным здесь оказываются методы расчета, основанные на рассмотрении линеаризованных импульсных систем с учетом влияния, оказываемого квантованием по уровню, в виде дополнительных шумов квантования или в виде дополнительных периодических режимов.

Такая методика принята в последующем изложении. Она основана на том, что при создании новых цифровых систем управления точный расчет динамики с учетом квантования по уровню не представляет особого интереса. Здесь обычно оказывается достаточной лишь оценка дополнительных движений системы и дополнительных ошибок, вызываемых квантованием по уровню.

Следует также заметить, что многообразие возможных дополнительных режимов в цифровой системе управления и их непрерывный переход от одного вида к другому делает всю картину весьма сложной, плохо поддающейся анализу даже при моделировании подобных систем на ЦВМ или на аналого-цифровых комплексах.

Развиваемые ниже методы исследования цифровых систем управления позволяют до перехода на моделирование проектируемой системы произвести оценку ожидаемых результатов и решить вопрос о целесообразности построения системы по избранной структуре.

Сведения о других возможных методах аналитического исследования цифровых систем управления имеются в работах [21, 29, 33, 34, 48, 55, 66, 70, 77, 85, 125, 128]. Вопросы исследования нелинейных импульсных систем наиболее систематично и полно изложены в монографии [142].