книги из ГПНТБ / Корытин А.М. Синтез автоматизированного электропривода на аналоговых и цифровых вычислительных машинах

При удовлетворении неравенства (6-37) расчет ведет­ ся дальше, при отрицательном результате расчет повто­ ряется начиная с и*й.

Цифровые вычислительные машины (выпускаемые с 1965 года) по быстроте освоения техники программи­ рования, стоимости, сложности эксплуатации можно разделить на две группы. К первой относится наиболее простая и доступная для широкого круга инженеров одноадресная машина «Проминь» и ее модификации. Ограниченное число команд и простота управления по­ зволяют освоить программирование за одну-две смены и приобрести навыки оператора за 20—30 ч работы. Наряду с этими достоинствами машина имеет малый объем запоминающего устройства, что не позволяет ис­ пользовать ее по полной программе синтеза параметров входного и промежуточного усилителей для типовой структурной схемы. Особенности использования этихма­ шин изложены ниже.

Ко второй группе ЦВМ можно отнести все осталь­ ные вычислительные машины. Они требуют специальной подготовки для программирования, более сложны в экс­

чи синтеза параметров автоматизированного электро­ привода. Их особенностью является большая загрузка. Поэтому выполнение решений возлагается на операто­ ров и к пультам управления посторонние лица не допу­ скаются. Чтобы удачно решать задачи с помощью таких ЦВМ при составлении программы необходимо пользо­ ваться консультацией программистов. За инженером — специалистом в области автоматизированного электро­ привода сохраняются: постановка задачи, составление алгоритмов вычислительных операций, общих диаграмм алгоритмов программ синтеза, определение последова­ тельности синтеза, оценка результатов синтеза, выбор аппаратов, машин, элементов схем по синтезированным характеристикам. Освоение практики программирования и выполнение работы оператора требуют существенных затрат машинного времени. Поэтому попытка непосред-. ственного решения задач не специалистом является не­ оправданной и для их решения следует привлекать опытных операторов и программистов.

Многообразие кодов ЦВМ и различие в режимах их

171

работы не позволяют предложить единую программу синтеза. Для различных машин такие программы будут различными. Поэтому при изложении приходится поль­ зоваться диаграммами алгоритмов программы как об­ щими для всех ЦВМ, от которых можно перейти к алго­ ритмическим языкам с вводом программы через транс­ лятор.

-•

Печать

Рис. 6-6. Диаграмма алгоритма программы синтеза пара­ метров входного усилителя по обобщенным алгоритмам.

172

Применение ЦВМ второй группы позволяет более широко использовать обобщенные алгоритмы и подпро­ граммы синтеза и анализа с записью информации в ячейки промежуточной памяти. На рис. 6-6 представ­ лена часть диаграммы алгоритма программы, где услов­ но показано размещение информации в ячейках типовых

рицательной обратной связью по скорости, поданной на входной усилитель. Подпрограммы синтеза и анализа обобщенных узлов схем составляются применительно к конкретной машине. То же относится и к формирова­ нию полной программы синтеза. Синтез осуществляется относительно входного задающего сигнала. Характери­ стика входного усилителя линейная.

тельную. Так, для расчетов по (5-13) необходима во всем интервале времени цикла информация об изменении переменной х" и о совокупности переменных х'г- Послед­ ние зависят от других переменных z\, которыми являют­ ся основные динамические характеристики, их производ­ ные, заданные или вычисленные однозначно, либо пере­ менные, также вычисленные однозначно или с некоторой погрешностью, в том числе и выходное напряжение зве­ на х". Поэтому синтез может быть прерван на вычисле­ нии x'q без внесения существенных погрешностей. Для (5-12) дополнительно необходима информация о всех переменных. Так как Zi не зависит от точности непосред­ ственных вычислений по алгоритму и эти переменные

ности решений дает погрешность, не выходящую за пре­ делы требуемой.

Как указывалось, эта особенность принципа синтеза позволяет использовать для выполнения расчетов ЦВ М типа «Проминь» с малым объемом памяти. Синтез мо­ жет быть ограничен одним этапом при выполнении его

173.

ho одному из обобщенных алгоритмов. Анализ алгорит­ ма (5-12) с позиций построения программы для этой

блоков и для хранения текущей информации и коэффи­

мостей для Zi и х ) , вычисления функции по аргументу

Число, стоящее в скобках под знаком суммы, опре­ деляет вычислительный алгоритм в соответствии с (5-21).

Если принять т = Ь (для наиболее сложной схемы) и считать, что все функции достаточно точно аппроксими­ руются пятью линейными участками, то число ячеек, требуемых для реализации (6-38) и (6-39), будет соот­ ветственно равно 444 и 465. Очевидно, ни одна модифи­ кация ЦВМ типа «Проминь» не даст возможности реализовать программу в полном объеме ни для реше­ ния в общем виде задачи синтеза узла, ни для решения задачи по обобщенным алгоритмам (5-12) и (5-13). В связи с этим требуется такое решение, которое позво­ лит использовать ЦВМ «Проминь» для выполнения син­ теза по этапам. Здесь уместно пользоваться как совме­ щением ячеек хранения информации, так и упрощением самих вычислительных алгоритмов.

174

Одним из возможных путей совмещения ячеек xpâj нения информации является исключение m + l н т + 2 ячеек для промежуточного хранения вычисленных по

ветственно на 6 и 7, что, однако, не решает задачи пол­

программирования, что позволяет оказывать помощь программистам при работе на ЦВМ с большим объемом памяти. Осваивая упрощенные приемы синтеза, он мо­ жет предложить удобные для этих машин варианты с целью решения контрольных задач по сокращенной программе. Появляется возможность самому осущест­ вить поисковые расчеты. Учитывая, что принцип синтеза позволяет не только прерывать его на определенном этапе, но и выполнять для любого ограниченного участ­ ка заданной динамической характеристики, такие поиско­ вые расчеты позволяют установить реализуемость по­ ставленных задач имеющимися средствами, найти пред­ варительно наиболее эффективный путь поиска, а также получить решения для контроля при переходе к расчетам на ЦВМ с большим объемом памяти.

При расчете по частным алгоритмам, но охватываю­ щим наиболее общий случай синтеза, представляет ин­ терес оценка объема расхода ячеек для основных вычис­ лительных операций. Это позволяет более просто осуще­ ствлять оценку возможностей машины и формировать этапы синтеза. В табл. 6-1 приведены такие данные при­ менительно к ЦВМ «Проминь». При подсчете числа ячеек оперативной памяти и для хранения коэффициен­ тов предполагается, что все функции, кроме постоянных времени, хранятся в ячейках памяти подпрограмм вы­ числения функций по аргументу и оттуда информация поступает непосредственно на вычислительные операции по приведенным алгоритмам. Исключение составляют постоянные времени, которые могут не зависеть от пере­ менных и поэтому должны храниться в памяти данной вычислительной операции.

Шаг синтеза хранится только в ячейках, отводимых для реализации алгоритма [t]n- Это объясняется тем, что указанная вычислительная операция сопровождает каж-

175

Таблица 6-1

К определению объема памяти „ГІроминь" для

вычислительных операций

дый этап синтеза. При операциях, связанных с сумми­ рованием Xi(Zi) число каналов управления принято рав­ ным пяти. Учет числа ячеек при ином количестве кана­ лов осуществляется путем вычитания из результирую­ щего числа ячеек разности (5—т), где m — действитель­ ное число каналов управления. Так, для генератора по­ стоянного тока Nc = 9, что на 4 меньше, чем при вычис­ лениях по (5-10). Как видно, по сравнению с обобщен­ ным алгоритмом при т = 5 число ячеек уменьшается с 31 до 20—13 для анализа и с 19 до 14—11 для синтеза. Поэтому основной резерв уменьшения объема вычисли­ тельных операций следует искать в подпрограммах вы­ числения функций по аргументу.

Здесь могут оказаться полезными рекомендации § 5-2 по выбору рациональных алгоритмов вычисления функции по аргументу. Но главным направлением таких поисков следует считать использование стандартных подпрограмм ЦВМ и более грубую аппроксимацию тех характеристик, которые несущественно влияют на ре­ зультаты расчетов, а погрешность, внесенная грубой аппроксимацией, практически не сказывается на окон-

Таблица 6-2

К определению числа ячеек ЦВѵі „Проминь" для "вычисления аппроксимированных характеристик

нелинейностей электропривода

X,

- ж/ *г