1.Структурная схема телемеханического комплекса. Классификация систем телемеханики.

Телемеханика- отрасль науки и техники, охватывающая теорию и технические средства контроля и управления объектами на расстоянии с применением специальных преобразователей сигнала для эффективного использования каналов связи.

1-диспетчер, 2- аппаратура диспетчерского пункта. КС- канал связи. АКП(АДП)- аппаратура контрольного(диспетчерского) пункта, Д- диспетчер, О- объект.

КУТМ(комплекс устройств телемеханики)- совокупность технических средств, выполняющие обмен информации между ПУ и КП через канал связи.

ТУ(телеуправление)- воздействие на органы управления или исполнительные устройства имеющие дискретные состояния путем подачи дискретных команд.

ТР(телерегулирование)- ТУ объектами с непрерывным множеством состояний.

ТИ(телеизмерение)- передача значений непрерывных измеряемых величин с КП на ПУ.

ТС(телесигнализация)- передача информации о дискретных состояниях объекта типа «да»(нет).

Классификация систем телемеханики.

1)по выполняемым функциям:

- ТИ;

- ТИ-ТС;

- ТУ-ТИ-ТС.

2)по условиям эксплуатации:

- стационарные;

- мобильные.

3)по размещению объектов управления:

- сосредоточенные (1 КП для группы объектов);

- рассредоточенные (1 ПУ и несколько КП).

4)по структуре каналов связи:

- успочечные;

- радиальные;

- комбинированные.

2.Системы передачи информации.

Событие- состояние объекта или изменение состояния объекта.

Сообщения- все то, что передается о ходе производственного процесса; форма представления информации.

Информация- содержательные сведения, заключающиеся в том или ином сообщении.

Сигнал- некоторое физическое возмущение, изоморфно отображающее, т.е. сигнал может быть однозначно преобразован в сообщение.

Функция приемника- отфильтровать помеху и преобразовать сигнал в сообщение, в форму удобную для получателя.

Существует несколько способов преобразования сообщения в сигнал:

1.преобразование сигнала одной физической природы в другую, эту функцию выполняют преобразователи сигнала.

2.Квантование.

3.Модуляция.

4.Кодирование.

Как правило для передачи информации используют сигналы, представляющие собой колебания тока или напряжения называемые импульсом. Различают: видео- и радиоимпульсы. Видеоимпульсы образуются постоянным током или напряжением. Радиоимпульсы образуются путем заполнения видеоимпульсов высокочастотными гармоническими колебаниями, при этом видеоимпульсы являются образующей высокочастотного колебания(сигнала).

А- амплитуда импульса, -длительность, Т- период импульса, S-скважность. S=Т/

В непрямоугольных импульсах под будем понимать отрезок времени, в течении которого мгновенные значения сигналов превышают половину его амплитудного значения.

Импульсные признаки сигналов.

Для нанесения сообщения на сигнал необходимо изменять в соответствии с сообщением какую- нибудь характеристику или признак сигнала.

Признаки сигнала, которые могут изменять:

1.полярные признаки(их всего 2):

2.амплитудные признаки(число амплитудных признаков не превышает 3-х, чаще , в ряде случаев одна А=0):

Ограничение числа амплитудных признаков связано со сложностью формирования импульсов на передающей стороне и селектирования амплитуд импульсов на принимающей стороне. Кроме того амплитуда в наибольшей степени подвержена искажениям при передаче на расстояния.

3.Временные признаки(характеристики по длительности):

4.Частотные признаки(их много и сними работать легче):

Отличительной особенностью частотного сигнала является его высокая помехоустойчивость.

5.Фазовые характеристики:

При использовании фазового признака одно колебание должно быть опорным, а другое- информационным, сдвинутом по фазе относительно опорного в большую или меньшую сторону.

3.Спектры сигналов.

Есть понятия емкость канала связи и объем сигнала. Физический эквивалент канала связи и сигнала – куб. чтобы сигнал мог пройти через канал, необходимо, что бы он поместился в канал. Любой физический процесс протекающий во времени может быть представлен гармоническими колебаниями определенной частоты. Для периодических функций для оценки спектра сигнала удобно использовать разложения в ряд Фурье: F(x)=a₀+_n=1^∞a_n∙cos(2∙π∙n∙t/T); где a₀=(1/T)∙∫_-T/2^T/2F(t)dt; a_n=(2/T)∙∫_-T/2^T/2F(t)∙cos(2∙π∙n∙t/T)dt, a₀- постоянная составляющая сигнала, a_n – амплитуда соответствующей составляющей сигнала. Т – период следования сигнала.

Ф – фильтр с бесконечно узкой полосой пропускания смещатся полоса может от 0 до ∞;

Координаты линий спектра определяются по формулам: f_j=j/T, координаты минимумов огибающей определяется по формулам: F_j=j/τ. Для большинства рассмотренных выше форм импульсов выполняется соотношение: ΔF∙τ≈1. ΔF - полоса частот, соответсвующая 1-му лепестку огибающего спектра. На этом лепесток приходится более 90% энергии сигнала, поэтому под шириной спектра периодического сигнала принято считать область частот от 1 до τ. При изменении скважности сигнала следования импульсов необходимо установить за счет чего происходит данное изменение. За счет изменения периода, или за счет изменения длительности импульса. В первом случае (изменение Т) изменение скважности приведет к изменению линий спектра при неизменности эквивалентной ширине спектра. Во втором случае изменение τ координаты линии спектра остаются неизменными, эквивалентная ширина спектра изменится в соответствии с изменением τ.

Случай не периодических функций.

Для описания непериодических функций используется интеграл Фурье:

F(t)=(1/(2∙τ))∙∫_-∞^∞S(ω)e^jωtdt, S(ω) – спектральная плотность функции F(t), характеризует распределение энергии сигнала по участкам спектра, S(ω) – непрерывная функция.

см.фильтр предыдущий. Эквивалентная ширина спектра соответствует первому лепестку огибающей. Спектр непрерывный.

Переход непрерывного спектра в дискретный.

При увеличении количества передаваемых импульсов от 1 до ∞ происходит преобразование непрерывного спектра в дискретный:

Спектр радиоимпульсов.

Бесконечные гармонические колебания имеют спектр: