Разработка алгоритма управления

В предыдущем пункте мы реализовали цифровое корректирующее звено с некоторой дискретной передаточной функцией . В общем случае передаточная функция ЦВМ и представляет собой некоторое дробно-рациональное выражение:

,

где и - изображения (z-преобразования) последовательностей на входе и на выходе ЦВМ. Заметим, что всегда должно быть .

Поделим числитель и знаменатель последнего выражения на . Тогда

Отсюда может быть получено разностное уравнение, соответствующее алгоритму работы ЦВМ:

a0x2(n)+ a1x2(n-1)+…+ akx2(n-k)= b0x(n+s-k)+ b1x(n+s-k-1)+…+ bsx(n-k),

где x(n) и x2(n) - дискретные последовательности на входе и выходе ЦВМ.

Результирующая передаточная функция разомкнутой системы в этом случае:

,

где - передаточная функция разомкнутой системы, определяемая выше приведенными формулами при .

Анализируя задачу, выполняемую передаточным звеном, а также вид полученного разностного уравнения можно предположить, что цифровое устройство должно удовлетворять следующим требованиям:

1. Для входной величины (ошибки регулирования x(t)) ЦВМ должна обеспечивать значительный запас по точности. На выходную величину x2(t) это требование не распространяется. Так как входная величина ЦВМ x(t) есть разница между задающей величиной и выходным воздействием системы автоматического регулирования ее точность должна быть на несколько порядков выше.

2. Система автоматического регулирования работает в реальном масштабе времени. Работа в реальном масштабе времени означает, что длительность цикла обработки информации Тц в цифровом управляющем устройстве согласована с требованиями к качеству управления, с частотными характеристиками элементов контура управления и со спектрами возмущений. Она не может быть больше величины Т - такта дискретизации процесса по времени.

Получим алгоритм работы ЦВМ:

;

Разделив числитель и знаменатель на , получим уравнение следующего вида

;

.

Тогда уравнение алгоритма работы ЦВМ (разностное уравнение) будет иметь следующий вид:

.

Исходя из разностного уравнения и выше приведенных требований, составим алгоритм работы цифровой вычислительной машины.

Рис.12. Алгоритм работы ЦВМ

В алгоритме управления используются операции вычитания чисел, сложения и умножения на вещественные коэффициенты а0, а1 и а2. Для реализации вычитания следует использовать операцию сложения чисел с использованием дополнительного кода. Умножение целого числа на вещественное можно реализовать следующим образом:

. Производится беззнаковое умножение модуля числа на целую часть коэффициента.

. Производится беззнаковое умножение модуля числа на дробную часть коэффициента.

. Сложение целой части результата с дробной.

Схема алгоритма подпрограммы умножения представлена на рис. 12.

В микроконтроллере в процессе умножения восьмиразрядных чисел получается шестнадцатиразрядный результат. Поэтому возникает необходимость сложения шестнадцатиразрядных чисел. Сложение таких чисел можно выполнить следующим образом :

) отрицательные числа представляются в дополнительном коде;

) складываются младшие байты операндов с помощью команды сложения;

) к старшему байту одного из операндов добавляется перенос от предыдущей операции;

) к результату прибавляется значение старшего байта другого операнда.

Схема алгоритма основной программы формирования управляющего кода представлена на рис 13.

алгоритм цифровой микропроцессорный

Рис. 12. Схема алгоритма подпрограммы умножения

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Защита помещения для проведения конфиденциальных переговоров
В современных условиях информация играет решающую роль как в процессе экономического развития, так и в ходе конкурентной борьбы на внутреннем и внешнем рынках. Успешное ...

Разработка схемы функциональной информационно-измерительной системы
АБС состоит из следующих основных компонентов: Датчики скорости либо ускорения (замедления), установленные на ступицах колёс транспортного средства. Управляющие клапаны, которые ...

Расчет цифрового полосового вокодера
Цифровая обработка сигналов (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing) - преобразование сигналов, представленных в цифровой форме. Любой непрерывный (аналоговый) сигнал s(t) может б ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru