¿Por qué los controladores digitales necesitan convertidores A/D y D/A?

Question

Una de las preguntas de nuestro examen final será "Explique la necesidad de los convertidores A/D y D/A en los controladores digitales".

No he podido encontrar en ningún sitio la razón por la que el Planta parte de un diagrama de bloques requiere una señal continua. ¿No se supone que recibe una señal digital y emite una señal digital? ¿Qué proceso interno necesita una señal analógica y por qué? Esta falta de comprensión se debe probablemente a que no entiendo lo que Planta es para nada.

Tampoco entiendo por qué el convertidor A/D no está inmediatamente después del Planta bloque, pero sólo cuando vuelve al principio del diagrama de bloques. ¿No se supone que un controlador digital emite una señal discreta?

Este es un diagrama de bloques general de un sistema de control digital [1] :

Answer 1

Básicamente, la "Planta" es el sistema que se controla. Un buen ejemplo es un sistema de calderas. Las entradas y salidas son continuas en tiempo y amplitud. Por ejemplo, el quemador de la caldera puede ser controlado por el volumen de entrada de aire por segundo y el volumen de combustible por segundo. Se trata de magnitudes de entrada analógicas. Del mismo modo, en la salida, la temperatura de la caldera es una cantidad analógica continua (por ejemplo, de 0 grados C a 200 grados C).

Eso explica que la entrada y la salida de la planta sean analógicas.

La razón entonces, para el ADC y DAC son porque el controlador se implementa digitalmente. En un microcontrolador, por ejemplo, cuyas entradas y salidas son digitales. De ahí la necesidad de los convertidores.

Answer 2

"Planta" se refiere presumiblemente a la cosa que se controla: por ejemplo, un motor o un calentador. El sistema de control suministra la energía (continuamente variable, analógica) y el y(t) La señal de retroalimentación es una retroalimentación analógica (como la velocidad del motor o la temperatura del calentador).

Answer 3

La planta es lo que se quiere controlar.

Puede ser la temperatura de un depósito de agua, la velocidad de un motor, etc. La variable que se quiere medir suele ser un valor analógico (no discreto) como "una temperatura". Este valor tiene que ser llevado al mundo digital por un ADC (convertidor analógico-digital) porque su sistema de control es digital y sólo entiende números digitales.

Entonces su algoritmo encontrará un comando para el actuador (por ejemplo: un calentador para la temperatura de un tanque). Este comando es un número digital y tiene que ser traducido a un valor analógico (la corriente para el elemento de calefacción, por ejemplo), aquí es donde el DAC (convertidor digital a analógico) tiene lugar.