| Рис. 9. Блок-диаграмма корректирующего звена |
Передаточная функция корректирующего звена имеет вид:
Программный код для процессора с MIPSархитектурой, реализующий корректирующее устройство
АрхитектураMIPS (MicroprocessorWithoutInterlockedPipelineStages – Микропроцессорбезблокировокв конвейере) определяет набор инструкций и основные правила работы микропроцессора. Основной сферой процессора MIPSявляются встраиваемые системы. В основе MIPSлежит Гарвардская (двухшинная) система и все процессоры относятся к классу RISC (ReducedInstructionSetComputer–Компьютер с расширенным набором команд).Архитектуры с большим количеством сложных инструкций, такие как архитектура x86 от Intel, называются CISC(ComplexInstructionSet
Computer - компьютер со сложным набором команд).
Архитектура RISC использует небольшое множество различных команд,чтоуменьшает сложность аппаратного обеспечения и размеринструкций. Например, код операции в системе команд, состоящей из64 простых инструкций, потребует log264 = 6 бит, а в системе команд из256 сложных инструкций потребует уже log2256 = 8 бит. В CISC-машинах сложные команды, даже если они используются оченьредко, увеличивают накладные расходы на выполнение всехинструкций, включая и самые простые.
Архитектуру MIPS называют 32-битной потому,что она оперирует
32-битными данными (в некоторых коммерческихпродуктах архитектура MIPS была расширена до 64 бит).
Архитектура MIPSформировалась 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 MIPSархитектурой, реализующего корректирующее устройство. ДляэтоговоспользуемсяпрограммойMARS – 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
| Рис. 10. Результат ассемблирования и результат симуляциив программе MARS |
Что бы убедиться в правильности написанного программного кода для корректирующего звена, соберем блок-диаграмму данного звена в программе MatlabSimulinkи выведем результат симуляции на экран дисплея.
| Рис. 11. Результат симуляции в MatlabSimulink |
Результат симуляции в программе MatlabSimulinkсовпадает 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 MARSбыла проверена путем построения блок-диаграммы в программе MatlabSimulink. Результат симуляции в программе MARSсовпадает с результатом симуляции в программе MatlabSimulink. Из результатов симуляций можно сделать вывод, что синтез корректирующего устройства произведен верно.
Список используемой литературы
1. Дьяконов Владимир, Круглов Владимир MATLAB. Анализ, идентификация, и моделирование систем. Специальный справочник. – СПБ: Питер, 202.
2. Лурье Б. Я., Энрайт П. Дж. Классические методы управления / Под ред. А. А. Ланнэ. –СПБ.: БХВ-Петербург,2004.
3. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера второе издание Девид М. Харрис и Сарра Л. Харрис. Издательство MorganKaufman
©English Edition 2013.