- •Лекция 1 введение
- •Лекция 2 Дискретные системы управления и их преимущества
- •2.1 Структура дискретной системы управления.
- •2.2 Выбор аппаратной части цф
- •2.3 Выбор языка программирования цф
- •2.4 Методы перехода к дискретной передаточной функции.
- •Лекция 3 использование z и w - преобразования
- •Лекция 4 способы программирования дискретной передаточной функции
- •4.1 Параллельное и последовательное программирование
- •4.2 Непосредственное программирование
- •4.3 Реализация цф в виде подпрограмм
- •Лекция 5 анализ и синтез дискретных су
- •5.1 Обеспечение заданной точности
- •5.2. Обеспечение заданного запаса устойчивости
- •Цифровые системы с экстраполятором первого порядка
- •Лекция 6 Расчет корректирующих средств
- •6.1. Расчет непрерывных корректирующих средств
- •Можно принять
- •6.2. Расчет дискретных корректирующих средств
- •Дискретная частотная передаточная функция
- •Переход к передаточной функции цвм дает
- •Типовые последовательные дискретные корректирующие звенья
- •Лекция 7 разработка микропроцессорных средств (мпс) дискретных су
- •7.1 Регистровая алу. Базовая структура ралу.
- •7.2 Регистровая алу разрядно-модульного типа
- •7.3 Наращивание разрядности обрабатываемых слов
- •7.4 Однокристальные ралу
- •Лекция 8 устройства микропрограммного управления микропроцессорных су
- •8.1 Устройства управления на жёсткой логике
- •Блок (узел) микропрограммного управления (бму).
- •8.2 Эмуляция системы команд (архитектуры) микро эвм посредством программирования
- •Лекция 9 модули памяти микропроцессорных су
- •9.1 Особенности и принцип построения озу
- •Статические озу
- •Динамические озу
- •9.2 Особенности и принципы построения пзу и ппзу
- •9.3 Организация и применение стековой памяти
- •Лекция 10 модули памяти микропроцессорных су(продолжение)
- •10.1. Классификация зу микро-эвм
- •10.2. Функциональные схемы озу, пзу, ппзу
- •10.2.1. Функциональные схемы озу
- •10.3. Организация многокристальной памяти
- •Лекция 11 основы реализации многопроцессорных систем
- •Лекция 12 основы реализации многопроцессорных систем (Продолжение)
- •Лекция 13 особенности разработки аппаратных средств
- •Разработка аппаратных средств мпу
- •Особенности и принципы построения разрядно - модульных микропроцессоров
- •Лекция 14 аналого-цифровые преобразователи
- •14.1 Обеспечение совместимости объекта измерения с процессором по форме представления информации
- •14.1.1 Основные операции аналого-цифрового преобразования
- •14.1.2 Алгоритмы аналого-цифрового преобразования и структуры
- •14.2 Оптимизация выбора бис ацп и бис цап микропроцессорных средств.
- •Лекция 15 датчики
- •15.1. Первичные преобразователи (датчики)
- •15..2. Свойства и разновидности измерительных преобразователей
- •15.3. Измерительные цепи
- •15.4. Контактные резистивные преобразователи
- •Лекция 16 датчики (Продолжение)
- •16.1. Реостатные и потенциометрические преобразователи
- •16.2. Электромагнитные первичные преобразователи
- •Лекция 17 датчики и исполнительные приводы
- •17.1. Ёмкостные первичные преобразователи
- •17.1.2. Пьезоэлектрические преобразователи
- •17.1.3. Тензометрические преобразователи
- •17.1.4. Оптические преобразователи
- •17.1.5. Тепловые преобразователи
- •17.1.6. Терморезисторы
- •117.2 Исполнительные приводы
- •Лекция 18 Промышленные контролеры
- •Лекция 19 Промышленные контролеры (Продолжение)
- •19.1 Локальные промышленные сети
- •19.2 Общие принципы построения промышленных контроллеров
- •19.3 Особенности распределенной системы управления
- •Лекция 20 типовые структуры су с эвм
- •2. Для автоматических систем характерна замена человека в контуре
- •Лекция 21 Дискретные системы управления на основе малых локальных сетей
- •Лекция 22 дискретные системы управления с параллельной обработкой данных
- •Лекция 23 многопроцессорные дискретные системы управления с общей памятью
- •Лекция 24 перспективы развития и внедрения дискретных су
- •Лекция 25 модели связи и архитектуры памяти
Лекция 4 способы программирования дискретной передаточной функции
Под программированием дискретной передаточной функции F(Z) понимается построение алгоритма А реализации фильтра, передаточная функция которого есть F(Z) или, другими словами, определение последовательности необходимых арифметических операций в цифровом устройстве. Рассмотрим три различных способа программирования дискретной передаточной функции: параллельное программирование, последовательное (каскадное) программирование и непосредственное (прямое).
В основе каждого из этих способов лежит определенная форма записи передаточной функции F(Z).
4.1 Параллельное и последовательное программирование
4.1.1 Параллельное программирование
Этот способ реализации цифрового фильтра основан на представлении его дискретной передаточной функции в виде параллельного соединения элементарных звеньев. Если все полюсы дискретной передаточной функции действительные и простые, то ее можно записать в виде:
(4.1)
где - i-е полюса передаточной функции F(z);
- действительные коэффициенты.
Тогда Z – преобразование выходного сигнала
Из уравнений следует, что передаточную функцию F(z) можно реализовать с помощью (k+1) простых программ, действующих параллельно (рисунок 4.1, а), т.е.
Структурная схема программы для вычисления представлена на рисунке 4.1,б
Рисунок 4.1.
4.1.2 Последовательное программирование
При последовательном программировании передаточная функция F(Z) содержащая m действительных нулей Zi (i=1,2,m) и n>=m действительных полюсов Pi (i=1,2,…,n), записываются в виде произведения элементарных сомножителей
(4.2)
т.е. где
Следовательно, цифровое звено с передаточной функцией F(z) может быть реализовано с помощью n элементарных звеньев, соединенных последовательно (рисунок 4.2,а).
Рисунок 4.2,а
Процедура решения такого уравнения схематически изображена на рисунке 4.2,б.
Рисунок 4.2,б
Элементарной передаточной функции вида:
соответствует разностное уравнение
где k – номер отсчета.
Элементарной передаточной функции вида:
соответствует разностное уравнение
4.2 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.