Блок – диаграмма корректирующего устройства
Передаточная функция корректирующего звена имеет вид:
Программный код для процессора с mips архитектурой, реализующий корректирующее устройство
Архитектура MIPS (Microprocessor Without Interlocked Pipeline Stages – Микропроцессор без блокировок в конвейере) определяет набор инструкций и основные правила работы микропроцессора. Основной сферой процессора MIPS являются встраиваемые системы. В основе MIPS лежит Гарвардская (двухшинная) система и все процессоры относятся к классу RISC (Reduced Instruction Set Computer – Компьютер с расширенным набором команд). Архитектуры с большим количеством сложных инструкций, такие как архитектура x86 от Intel, называются CISC (Complex Instruction Set Computer - компьютер со сложным набором команд).
Архитектура RISC использует небольшое множество различных команд, что уменьшает сложность аппаратного обеспечения и размер инструкций. Например, код операции в системе команд, состоящей из 64 простых инструкций, потребует log264 = 6 бит, а в системе команд из 256 сложных инструкций потребует уже log2256 = 8 бит. В CISC-машинах сложные команды, даже если они используются очень редко, увеличивают накладные расходы на выполнение всех инструкций, включая и самые простые.
Архитектуру MIPS называют 32-битной потому, что она оперирует 32-битными данными (в некоторых коммерческих продуктах архитектура MIPS была расширена до 64 бит).
Архитектура MIPS формировалась из желания разработчиков следовать четырем простым правилам:
Первое правило хорошей разработки: для простоты придерживаться единообразия
Второе правило хорошей разработки: типичный сценарий должен быть быстрым
Третье правило хорошей разработки: чем меньше, тем быстрее
Четвертое правило хорошей разработки: хорошая разработка требует хороших компромиссов.
Перейдем к разработке кода для процессора с MIPS архитектурой, реализующего корректирующее устройство. Для этого воспользуемся программой MARS – MIPS Assembler And Runtime Simulator.
.data
A0: .double -0.85
A1: .double 1.0
r: .double 1.0
B0: .double 0.0
x: .double 1.0
y: .double 0.0
.text
ldc1 $f0,A0
ldc1 $f2,A1
ldc1 $f4, r
ldc1 $f6, B0
ldc1 $f8, x
mul.d $f12,$f0,$f4 #$f12=A0*r=y
mul.d $f14,$f6,$f4 #$f14=B0*r
sub.d $f16,$f8,$f14 #$f16=x-$f14=x-B0*r=r
mul.d $f18,$f2,$f16 #$f18=A1*$f16=A1*r
add.d $f12,$f12,$f18 #$f12=$f12+$f18=y+A1*r
li $v0, 3
syscall
Что
бы убедиться в правильности написанного
программного кода для корректирующего
звена, соберем блок-диаграмму данного
звена в программе Matlab
Simulink
и выведем результат симуляции на экран
дисплея.
Результат симуляции в программе Matlab Simulink совпадает с результатом симуляции в программе MARS, следовательно можно сказать, что программный код реализующий корректирующее звено написан верно.
Заключение
Воспользовавшись разработанными в ТАУ методами были определены параметры регулятора с принятой неизменной структурой. Были получены параметры регулятора, не удовлетворяющие одновременно заданным запасам устойчивости и показателям качества регулирования. В таком случае была изменена структура регулятора, введя корректирующее устройство. Был произведен синтез корректирующего устройства при помощи программы Matlab, и разработан программный код для корректирующего звена при помощи программы MARS. Правильность написания кода в программе MARS была проверена путем построения блок-диаграммы в программе Matlab Simulink. Результат симуляции в программе MARS совпадает с результатом симуляции в программе Matlab Simulink. Из результатов симуляций можно сделать вывод, что синтез корректирующего устройства произведен верно.