2.7 Выбор микропроцессора

Для системы регулирования расхода топлива в двигателе я выбираю микропроцессор серии К 588 . Комплект выполнен по высококачественной низкопороговой КМОП – технологии и отличается сверхмалым потреблением энергии , достаточно высокими производительностью и помехоустойчивостью . Особенностью организации комплекта является использование асинхронной системотехники , что позволяет строить МП без использования блоков синхронизации , в которых время исполнения различных микрокоманд зависит от реальных задержек в БИС . Элементы комплекта используют один низковольтный источник питания + 5 В ± 10% . По уровням питающих напряжений все БИС комплекта сопрягаются со стандартными ТТЛ- схемами . БИС комплекта К-588работоспособны в диапазоне температур от – 60 до + 85 ^оС . Данный микропроцессорный комплект предназначен для построения встраиваемых и автономных микроЭВМ , а также контроллеров различного назначения и распределенных систем управления объектами и технологическими процессами .

Технические данные микропроцессора серии К-588 :

- число БИС в МПК ----------------- 9 ;

- разрядность , бит --------------- 16 n;

- число микрокоманд ------------- 420 ;

- число РОН --------------------- ---- 16 ;

- технология ------------------ КМОП ;

- потребляемая мощность, Вт – 0,005 ;

- напряжение питания , В --------- + 5 .

Передаточная функция микропроцессора имеет вид :

W ( p ) = 1 . ( 40 )

Таблица 2 . Расчет переходного процесса .

	H ( =0 )	H ( =0,5 )	 = 0		 = 0,5		 = 0,5		 =0,5
			t1	x1	t2	X2	t3	x3	t4	X4
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0,5	0,158	0,24	2,5	0,242	1,25	0,161	0,5	-0,028	0,25	-0,0096
1	0,31	0,461	5	0,474	2,5	0,31	1	-0,053	0,5	-0,018
2	0,572	0,833	10	0,875	5	0,558	2	-0,096	1	-0,033
3	0,755	1,061	15	1,155	7,5	0,71	3	-0,122	1,5	-0,042
4	0,857	1,142	20	1,311	10	0,765	4	-0,13	2	-0,046
5	0,896	1,118	25	1,37	12,5	0,75	5	-0,128	2,5	-0,045
6	0,904	1,051	30	1,383	15	0,704	6	-0,121	3	-0,042
7	0,904	0,993	35	1,383	17,5	0,665	7	-0,114	3,5	-0,039
10	0,935	0,982	50	1,437	25	0,658	10	-0,113	5	-0,039
15	0,956	1,005	75	1,463	37,5	0,67	15	-0,113	7,5	-0,04
20	0,967	0,996	100	1,48	50	0,667	20	-0,114	10	-0,039
26	0,975	1,00	130	1,492	65	0,67	26	-0,115	13	-0,04

( 55 )

По расчетным данным из таблицы 3 строится график зависимости U(w) , V (w ) от частоты w . График зависимости от частоты действительной и мнимой частотной составляющей показан на рисунке 5 .

Таблица 3 . Изменение U(w) V (w ) от частоты w .

w	U (w)	V (w )	w	U (w)	V (w )
0	0,756	0	100	- 0,0007	- 0,0015
1	0,04	- 0,178	120	- 0,0004	- 0,007
5	0,001	- 0,038	0,08	0,68	- 0,22
10	0,0004	- 0,019	0,2	0,46	- 0,37
20	- 0,0008	- 0,0094	0,4	0,22	- 0,34

Из рисунка 5 видно , что график не охватывает точку с координатами (-1 , j , 0 ) , следовательно система устойчива и в замкнутом состоянии .

[ 9 cтр. 206-230, 258-260].

4 ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ЛАЧХ НЕИЗМЕНЯЕМОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ

4.1 Построение ЛАЧХ неизменяемой части системы

Микропроцессор является машиной дискретного действия , которая выдает результаты через установленные периоды повторения , а в промежутках между выдачей команд выход от микропроцессора сохраняет свое значение постоянным .Поэтому для расчетного исследования дискретной микропроцессорной системы используется z –преобразование .Дискретность микропроцессора серии К-588 равна десяти .

На вход исследуемой системы подается ступенчатая функция на протяжении всего периода повторения . Найдем передаточную функцию разомкнутой дискретной системы с микропроцессором .

Определим изображение входной величины :

( 56 )

Определим изображение выходной величины :

( 57 )

Передаточная функция разомкнутой системы :

( 58 )

Тогда , разделив все члены выражения (58 ) на свободный член 0,207 получим выражение вида :

( 59 )

Приведем выражение ( 59 ) к стандартному виду :

( 60 )

Запишем z-преобразование для дискретной функции :

( 61 )

где Т о – период дискретной функции .

Для получения переходной функции разомкнутой дискретной системы с запоминанием следует z-преобразование переходной характеристики непрерывной части умножить на ( фиксатор нулевого порядка ) :

( 62 )

Для использования в расчете метода логарифмических частотных характеристик , необходимо перейти к псевдочастоте . Для этого осуществим w – преобразование :

( 63 )

⁼

(64)

Перейдем от w – изображения к частотному выражению передаточной функции . Для этого применяем подстановку :

( 65 )

где - псевдочастота , мин ^–1 .

Тогда передаточная функция от псевдочастоты имеет вид : ( 66 )

Из условия занятости вычислительной машины период дискретности Т0= 10 с. = 0,166 минут .

Тогда при подстановке числовых значений в формулу (66 ) получим выражение :

( 67 )

Таким образом получили выражение комплексной частотной характеристики , на основании которой строится ЛАЧХ . Асимптотическая ЛАЧХ представляет собой ломанную линию , имеющую точки излома в сопрягаемых частотах , определяемых постоянными времени звеньев .

Частоты сопряжения :

2 = 1/0,08 = 12,5 . ( 68 )

1 = ¼,075 = 0,24 . ( 69 )

Для построения логарифмической амплитудной характеристики найдем ^{20 lg / W ( j} ) / .

^{20 lg / W ( j} ) /=20lg 0,758 + 20lg /(1-0,08jw)/ -20lg/(1+4,075 ^j_{)/ . (70)}

В формуле (67) выражение вида ( 1+Тр ) , стоящее в числителе , соответствует увеличению наклона ломанной на 20дб/дек , а в знаменателе – уменьшение на 20дб/дек .

Построение ЛАЧХ начинается с проведения горизонтальной линии на высоте 20lg к , где к = 0,758 . Эта линия проводится до пересечения с асимптотой проходящей через 1 перпендикулярно оси lg  . В точке пересечения происходит преломление ЛАЧХ на величину – 20дб/дек . При пересечении прямой с асимптотой , проведенной через 2 снова происходит излом и наклон кривой увеличивается на 20дб/дек . Полученная ломанная соответствует ЛАЧХ неизменяемой части , которая показана на рисунке 6 .