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:

Разработка схемы электронного коммутатора
Широкое внедрение цифровой техники в отрасли связи связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габ ...

Принцип работы счетчиков
С развитием электроники появился такой класс электронной техники, как цифровая. Эта техника предназначена для формирования, обработки и передачи электрических импульсных сигналов и пере ...

Разработка схемы устройства Цифровой осциллограф с использованием микроконтроллеров
Целью данной курсовой работы является разработка схемы устройства - «Цифровой осциллограф» с использованием микроконтроллеров. Среди последних доминирующее положение занимают однок ...

Основные разделы

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