3. Непосредственное программирование

Передаточная функция цифрового фильтра может быть представлена в следующей, так называемой нормальной форме: которой соответствует разностное уравнение, связывающее дискретные значения входного и выходного сигналов:

Разностное уравнение по существу является формулой для вычисления выходной величины Y в дискретные моменты времени kT. В программу вычисления Y[k] входят арифметические операции сложения, вычитания, умножения и запоминания результатов вычислений и входной величины на интервалы времени, кратные периоду дискретизации T. Дискретное значение Y[k] вычисленное в данный момент времени kT, становится в конце следующего периода дискретизации величиной Y[k-1], а через такт – величиной Y[k-2] и т.д.

Рисунок 4.3.

Процесс решения разностного уравнения можно представить графически, например, в виде структурной схемы, изображенной на рисунке 4.3, в которой звено осуществляет операции задержки или запоминания дискретного значения сигнала на период Т.

Так, если получены дискретные передаточные функции, то для них, непосредственно, без всяких преобразований можно написать разностные уравнения и составить структурные схемы решения.

Дифференцирующее звено.

Для него разностное уравнение запишется в виде:

Соответствующая структурная схема представлена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4.

Корректирующий дифференцирующий фильтр.

Его разностное уравнение можно записать как:

Структурная схема решения этого разностного уравнения представлена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5.

Следует отметить, что для этой же импульсной передаточной функции могут составлены другие различные структурные схемы решения и соответственно различные программы вычислений.

Корректирующий интегро - дифференцирующий фильтр.

Его передаточная функция была найдена в виде:

и может быть записана в виде:

Соответствующее разностное уравнение будет иметь вид:

Структурная схема решения уравнения представлена на рисунке 4.6

Рисунок 4.6.

Корректирующий фильтр с повышением порядка астатизма.

Сравнивая выражения легко заметить, что они отличаются лишь коэффициентами, поэтому разностные уравнения и структурная схема решения разностного уравнения для этого ~ фильтра будут такие же как и для корректирующего интегро-дифференцирующего фильтра.

2. Блок микропрограммного управления.

Блок (узел) микропрограммного управления (бму).

БМУ - узел микропроцессора, предназначенный для выработки последовательности адресов микрокоманд, считываемых из управляющей памяти для выполнения микро команды или управляющей директивы.

Рисунок 8.6 - БМУ

БМУ состоит из:

1. Рг адреса микро команды, в котором хранится адрес текущей микро команды в течение времени, необходимого для выполнения данной микро команды в процессорном элементе и формирования адреса следующей микро команды.

2. выходные буферы обеспечивающие электрическое сопряжение с управляющей памятью, а также благодаря наличию режима третьего состояния позволяет обеспечить подключение к одной и той же управляющей памяти нескольких блоков ЕМУ.

3. логические схемы определения адреса следующей микро команды. Данная схема формирует адрес следующей микро команды в зависимости от адреса текущей микро команды состояния зоны следящего адреса текущей микрокоманды состояния, триггера внешних условий.

В начальный момент времени по сигналу ЗМ заносится в регистр адреса код операции К₀ - К₇, который, как правило, является начальным адресом микро программы, необходимой макро команде ЗУ (управляющей памяти) обычно представляется как 1-, 2 -, массив микро команд.

Разработка ЕМУ (логическая схема определения адреса следующей микро команды) базируется на формировании определённого числа переходов в пределах массива адресов памяти.

На основании содержательного анализа избранных типов переходов формируется таблица, отражающая правила формирования адреса строки и колонки. По данной таблице строится схема формирования адреса следующей микро команды.

Логическая схема, определения адреса следующей микро команды строится на основании MS-b, программируемых логических схемах, ПЗУ.

Области применения: устройства управления программами, построение быстродействующих контроллеров.

Построение быстродействующих контролеров на основе БМУ и ПЗУ Типовым процессом проектирования является:

1. анализ объекта управления.

а) изучение состава датчиков входной информации.

б) изучение состава исполнительных элементов.

в) изучение состава или разработка алгоритма работы объекта управления.

г) изучение состава динамических характеристик объекта управления, датчика входной информации и исполнительных элементов.

д) изучение состава динамической и статической точности системы управления.

е) анализ конструктивных требований.

2. оценка возможностей исполнения типового варианта контроллера.

3. формирование взаимосвязей «объект управления» «контроллер».

4. разработка программ работы контроллера.

Типовая структура контроллера

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №9

1. Реализация цифровых фильтров в виде подпрограмм. Дифференцирующее звено.

2. Устройства микропрограммного управления с вертикальным, горизонтальным и квазивертикальным микропрограммированием.