- •1. Управляющие эвм, требования к ним по сравнению с пк
- •2. Сигнальные процессоры и плк
- •3. Упрощенный критерий оценки эвм, блок-схема «машины фон-Неймана», сравнение с Гарвардской архитектурой
- •4. Контроллер памяти, шина процессора
- •X86-система с внешним контроллером памяти (слева) и с контроллером памяти, встроенным в процессор (справа)
- •5. Скорость чтения и записи памяти, латентность памяти
- •6. Архитектура процессора как совместимость с кодом, наборы команд
- •7. О многоядерности как концепции, различия между ядрами одной микроархитектуры, ревизии цп
- •8. Принцип действия кэШа, многоуровневое кэширование, регистры процессора
- •9. Предвыборка данных, принцип повышения скорости передачи информации для памяти ddr2, ddr3
- •10. Сравнение кинематических пар вращательной и поступательной в управляемых механизмах (станки, роботы)
- •11. Ангулярная система координат
- •12. Основные команды управления траекторией движения промышленного робота
- •13. График движения между двумя точками, торможение
- •14. Многокоординатное управление движениями, влияние технологического процесса и размера партии изготавливаемых деталей, пример
- •15. Позиционное и контурное управление движениями
- •16. Числовое программное управление (nc, cnc)
- •17. Исполнительные элементы привода, гидро и пневмоцилиндры
- •18. Классификация электродвигателей, обратимость электромашин
- •19. Электромашина постоянного тока, основные параметры и их зависимости
- •20. Бесколлекторные двигатели постоянного тока
- •21. Механические характеристики электродвигателей (графики зависимости ω от м)
- •22. Асинхронный электродвигатель (принцип работы, достоинства, относительный недостаток, скольжение)
- •23. Синхронный двигатель (сравнение с асинхронным двигателем)
- •24. Датчики сау (основные требования к ним, классификация, датчики приближения)
- •25. Датчики угла поворота вала
- •26. Частотно-регулируемый привод на примере sb-19
- •27. Оптическая развязка сигнальных цепей
- •28. Основные показатели усилителя
- •29. Логарифмическая шкала, децибелы
- •30. Сквозной акустический тракт, частотные свойства слуха человека
- •31. Представление звука как суммы гармонических колебаний
- •32. Акустическое оформление громкоговорителей (колонки)
- •33. Ачх акустического тракта
- •34. Полевые моп-транзисторы
- •35. Логические ячейки nor и nand
- •36. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •37. Физический принцип работы флеш-памяти, основные параметры
- •38. Блок питания с непрерывным регулированием
- •39. Операционный усилитель
- •40. Пример линейной сау температурой
- •41. Система пид
- •42. Анализ устойчивости сау
- •43. Терморегулятор на примере трм251
- •44. Охлаждение эвм
- •45. Энергосбережение в эвм
- •46. Импульсный блок питания эвм
- •47. Силовые импульсные цепи
- •48. Шим и чим
- •49. Источники бесперебойного питания эвм
- •50. Мостовые схемы преобразования переменного тока в постоянный и обратно
- •51. Система scada
- •52. Компьютерные сети в управлении (can, profibus)
1. Управляющие эвм, требования к ним по сравнению с пк
По аналогии с человеком управляющая ЭВМ выполняет функции его нервной системы, органы чувств человека – это датчики САУ (система автоматического управления), а руки и ноги – исполнительные элементы САУ. Быстрое развитие ЭВМ существенно изменило САУ в сторону цифровой техники, как и остальные области, например телекоммуникации (связь).
Если сравнить типичные требования к ЭВМ в САПР и в управлении, то можно заметить большую разницу:
1. УЭВМ работают в реальном масштабе времени, например, при управлении движением объекта нужно вычислить координаты следующей точки его траектории в момент пребывания его в предыдущей точке;
2. надежность УЭВМ должна быть очень высокой, так как ошибку исправлять, как правило, бывает некогда или невозможно; в САПР исправление ошибок – обычная процедура; с другой стороны, в управлении потери от ошибки бывают очень большими, например на транспорте или в энергосистеме;
3. условия окружающей среды для УЭВМ часто бывают неблагоприятными, например, на подвижных транспортных средствах, особенно водных или на химическом производстве; вообще, автоматизацию нужно проводить в первую очередь там, где находиться человеку опасно для жизни или здоровья (на шахтах, под водой и т.д.);
4. УЭВМ, как правило, связана с одним определенным производственным механизмом и выполняет одну определенную программу, тогда как в САПР ЭВМ работает в мультипрограммном режиме под управлением сложной операционной системы, имеет накопители информации большого объема.
Если подытожить кратко, то управляющая ЭВМ должна иметь максимальное быстродействие и надежность при минимальной стоимости. Отсюда понятно, что в качестве УЭВМ используются небольшие ЭВМ, часто в одной микросхеме. Программа работы УЭВМ хранится в ПЗУ, что снимает проблему вирусов и не требуется дисков. Нередко УЭВМ имеет максимально простой интерфейс с человеком (несколько светодиодов и кнопок), может и вовсе его не иметь, так как связана только с управляемым объектом, например с электродвигателем.
В качестве УЭВМ широко используются ПЛК, а также «цифровые сигнальные процессоры (ЦСП)» (digital signal processors - DSP), используются также ПЛК (программируемые логические контроллеры, PLC).
2. Сигнальные процессоры и плк
В качестве УЭВМ широко используются ПЛК, а также цифровые сигнальные процессоры (ЦСП) (digital signal processors – DSP), например TMS320, фирмы Texas Instruments.
Звук Звук
Рисунок 18. Схема звукового тракта акустической подсистемы.
В центре сквозного акустического тракта (рис. 18) находится ЭВМ, на входе которой включен АЦП (аналого-цифровой преобразователь), а на выходе – ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), это и есть основная схема ЦСП. Он существенно доработан с целью получения максимального быстродействия. TMS320 представляет собой целую серию различных микросхем, позволяющих строить самые разнообразные системы для многочисленных приложений. В этих системах используется как архитектура фон-Неймана, так и Гарвардская, дающая большее быстродействие. Аналогично в ПК также используются обе архитектуры – ОЗУ соответствует первой, а кэш первого уровня – второй. Основной вид операции в TMS320 A = BC + D, выполняемой за один такт, существенное достижение здесь в том, что за один такт выполняется умножение. Для многих практических задач управления используется 16-разрядное представление величин с фиксированной точкой (16-bit fixed-point). С целью повышения точности может применяться и 32-разрядное представление с плавающей точкой (32-bit floating-point), такое представление используется при работе со звуком. Для ускорения работы ЦСП применяется также конвейер команд (pipeline).
В качестве УЭВМ широко используются также ПЛК (программируемые логические контроллеры, PLC). Хотя их название предполагает в основном выполнение логических операций, они также могут выполнять арифметические операторы и во многом сходны с ЦСП. Один из употребительных языков их программирования – язык контактных схем («лестничных диаграмм») с логическими операторами. Как было указано для привода ЧРЭ SB-19, в системе одновременно могут работать и ЦСП и ПЛК.