Разработка и исследование дискретной системы автоматического регулирования, страница 15

Децентрализация ресурсов. В любой иерархически организованной системе, к которым относятся модели­рующие ММПС, возникает необходимость распреде­лять ресурсы между ее компонентами (в первую оче­редь устройствами обработки и хранения данных), локализовать часть связей и децентрализовать управ­ление. В децентрализованной иерархической системе отдельное устройство, имеющее собственное средство обработки — микропроцессор, оперативную па­мять данных, локальное коммутационное и автономное управление является функциональным вычислитель­ным модулем. Отсюда возникает следующий принцип.

Модульность аппаратных и программных средств. Для прямых, итерационных и статистических алго­ритмов решения задач моделирования необходимо построение систем с различными производительностью периферийных МПМ и их количеством, обменом между системной памятью и локальной оперативной памятью периферийных МПМ, объемом локальной памяти пе­риферийного МПМ для хранения программ и данных, составом спецпроцессоров при необходимости их вклю­чения в систему, организацией вычислительного про­цесса.

Построение моделирующих ММПС с различной производительностью возможно благодаря модуль­ности аппаратных и программных средств, которая достигается единым подходом к подключению большо­го числа устройств с различными характеристиками в систему и определением функционального состава устройств. Такой подход заключается в использовании стандартных интерфейсов, в установлении единых принципов межмодульного обмена, а также в исполь­зовании программно совместимых модулей.

Программная совместимость модулей независимо от их быстродействия достигается выбором модулей с единой системой команд, единых форматов для пред­ставления, данных и принципов управления вычисли­тельным процессом для всех модулей.

Применение принципа модульности может дать следующие преимущества:

модули могут разрабатываться и применяться неза­висимо один от другого;

в зависимости от достигнутой плотности упаковки элементов в кристалле полупроводниковые приборы могут реализоваться как однокристальные или в виде нескольких кристаллов, объединенных в одном корпусе;

в проблемно-ориентированные ММПС возможно до­бавление специализированных прикладных модулей.

Выводы

В ходе работы была проведена разработка и исследование дискретной САР. В процессе проектирования САУ было определено, что данная система является системой управления по отклонению и предназначена для поддержания постоянного значения регулируемой величины с заданной точностью. Управление САУ происходит по принципу управления по отклонению.

Для ступенчатого входного воздействие были построены графики сигналов в дискретной части САУ, а также определен диапазон частот входного в дискретную часть САУ непрерывного сигнала ().

Была составлена структурная схема замкнутой и разомкнутой САУ с ПФ  данной системы.

Далее была выполнена главная задача данного курсового проекта – определение устойчивости САУ, что является необходимым условием ее работоспособности. При этом использовались следующие критерии:

- По логарифмическому критерию устойчивости ДСАР была не устойчивая. В результате была произведена коррекция с использованием дифференцирующего корректирующего устройства с ПФ вида . Построил новые ЛАХ и ЛЧХ. Также была построена «запретнаяобласть» для логарифмической фазово-частотной характеристики разомкнутой системы. ЛФЧХ не заходит внутрь области в том интервале частот, в котором выполняются неравенства

,

следовательно заданный показатель колебательности М=1,5 будет обеспечен и ДСАР будет устойчива.

Были определены запасы устойчивости:

-По  Z-корневому критерию устойчивости система устойчива, так как корни Z-ХУ замкнутой САУ лежат внутри окружности единичного радиуса:

 z₁=0,342+0,597i;

z₂=0,342-0,597i;

z₃=0.916

z₄=-0.863

- По критерию устойчивости Шур-Кона система устойчива, т.к. полученные три определителя положительные.;

- По w-корневому критерию устойчивости система устойчива, т.к. корни лежали в левой полуплоскости w:   

w₁=-0.246+0.553i;

w₂=-0.246-0.553i;

w₃=-13.601

w₄=-0.043

-По  аналогу критерия Гурвица система устойчива, т.к. четыре определителя составленные из коэффициентов ХУ— положительные;

-По  аналогу критерия Михайлова система устойчива, т.к. годограф вектора характеристического полинома (кривая Михайлова) при изменении ω от 0 до, начинаясь на положительной вещественной полуоси, последовательно обходит в положительном направлении 8 квадрантов комплексной  плоскости  (рисунок 13.1);

-По аналогу критерия Найквиста ДСАР устойчива, т.к. годограф вектора , где  при изменении ω от 0 до  не охватывал точку (-1; 0)(рисунок 14.1);

- Поскольку ПП имеет затухающий статический характер, система устойчива.

Также было рассчитано достаточное условие работоспособности САУ — ее качество, которое определяется по прямым и косвенным показателям.

Косвенные показатели качества САР:

- степень устойчивости: ;

- степень колебательности:.
         Прямые показатели качества САУ:
         - время регулирования: ;

- перерегулирование:;

- колебательность ;

- статическая ошибка .

- степень затухания

В специальном вопросе было рассмотрено устройство управления микропроцессора, его назначение, функции, структура. Было определено, что управляющее устройство МП состоит из двух относительно независимых частей:

1) первичного автомата, управляющего процессами внутри МП;

2) схемы, обрабатывающей осведомительные сигналы и генерирующей управляющие сигналы в МП-системе. В управляющем устройстве каждый машинный цикл в цикле команды состоит из некоторого числа тактов, которым соответствуют состояния первичного автомата (Т₁—Т₅ или T_w). Число состояний первичного автомата определяется степенью сложности операции, реализуемой в данной команде, и последовательностью машинных циклов, составляющих цикл команды. Т.к. МП приспособлены для работы с различными типами внешней системной памяти (с непосредственным, прямым или последовательным доступом), имеющими разные времена обращения, то управляющее устройство имеет важное значение для работы МП.

Перечень используемой литературы