4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММ КОРРЕКЦИИ НА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ

Наиболее простой и гибкой реализацией дискретных передаточных функций является их осуществление в виде программ ЦВМ. При этом возможны три способа составления программы коррекции по известной передаточной функции непосредственное, последовательное и параллельное программирование, которые были рассмотрены в гл. XV. Выбор метода программирования определяется требованиями к объему памяти ЦВМ и временем запаздывания, вносимым программой в кйнтур управления за счет проведения вычислений.

Пример XIX.6. Составить программу реализации дискретной коррекции, имеющей передаточную функцию

на одноадресной цифровой вычислительной машине при минимальных требованиях к объему памяти машины [80].

Исходя из требований, предъявляемых к программе реализации, выбираем метод последовательного программирования (см. гл. XV). Разбиваем передаточную функцию (XIX.66) на сомножители

Затем, переходя от соотношений (XIX.66)-(XIX.68) в z-плоскости к временной области, получим следующие программирующие функции:

В соответствии с уравнениями (XIX.69) составим программу вычисления на ЦВМ управляющего воздействия и методом последовательного программирования, используя при этом принятые стандартные обозначения [19].

Программирование проводим в условных адресах. Для хранения численных значений постоянных коэффициентов (с учетом знаков), входящих в уравнения (XIX.69), выделяем соответственно ячейки, имеющие условные адреса к Переменные величины уравнений (XIX.69) их будем хранить в ячейках с номерами а Для хранения промежуточных результатов выделим ячейки столько, сколько понадобится при составлении программы.

При вычислении значения и (0) управляющего воздействия в начальный момент времени согласно формулам (XIX.69) необходимы значения величин их которые полагаем равными нулю. В составляемой программе вычислений (табл. XIX.1) для этой цели предусмотрим введение нуля в ячейки а соответствующие указанным величинам. Эта часть программы, расположенная в ячейках используется лишь при первом обращении к ней, последующих просчетах управляющего воздействия обходится безусловной передачей управления (команда ячейки программы 31) в ячейку после окончания вычислений за очередной такт.

Оставшаяся часть программы, расположенная в ячейках памяти с по 31, выполняется ежетактно, при каждом просчете, причем та часть программы, которая находится в ячейках непосредственно вычисляет значение и в соответствии с формулами (XIX.69). Рассмотрим подробно реализацию первой из этих формул, которая осуществляется командами программы с по 13.

Прежде всего в ячейку вводится текущее значение величины ошибки (команда ввода, расположенная в ячейке после чего в арифметическое устройство вносится значение хранящееся в ячейке к . Эта операция выполняется командой ячейки Следующая команда в соответствии с используемой системой команд одноадресной машины (см. гл. VI) осуществляет перемножение содержимого где к моменту выполнения этой команды находится значение на содержимое ячейки а где хранится текущее значение величины (при первом просчете это значение равно нулю, а для последующих просчетов величина формируется, как будет показано ниже, командами программы 25 и 26). Полученное произведение, представляющее собой второе слагаемое в правой части первого из уравнений (XIX.69), в результате выполнения команды будет занесено в Последующая команда в соответствии с программой отправит это произведение в ячейку , предназначенную для хранения промежуточных результатов. После этого команда в из ячейки памяти к вводится коэффициент а команда 10

Таблица XIX.1 (см. скан) Программа реализации дискретной коррекции на

осуществит перемножение содержимых и ячейки (значение ). При этом произведение будет занесено в (предыдущее значение не сохраняется). Очередная команда сложит полученное ранее произведение {содержимое АУ) и значение (содержимое ячейки а а результат занесет в Далее в соответствии с командой программы 12 складываются содержимые в ячейке которой, напомним, находится произведение ]. Следующая команда переносит результат предыдущей операции, равный из в ячейку а Таким образом, часть программы, находящаяся в ячейках программы с по 13, осуществляет вычисление значения в соответствии с первой из формул (XIX.69) и занесение его в ячейку памяти а

Аналогичным образом последующие команды программы 14—21 реализуют вычисление очередного значения с засылкой его в ячейку памяти а команды 22, 23 реализуют последнюю формул (XIX.69). Команда 24 выводит вычисленное значение и из ячейки на преобразователь код — аналог. На этом вычисления заканчиваются.

Следующая часть программы (команды 25—30) осуществляет переадресацию численных значений переменных величин так как значение, например, величины в текущий момент времени становится значением в последующий тактовый момент. Для осуществления переадресации величины ошибки 8 значение находящееся в ячейке а вначале переносим в (команда 25), затем из переносим в ячейку а соответствующую величине , что осуществляется командой 26. Точно так же проводится переадресация величин

Наконец, команда программы 31 выполняет безусловную передачу управления в ячейку на начало расчета нового значения управляющего воздействия.

Таким образом, теперь можно определить, что сама программа реализации дискретной передаточной функции (XIX.66) занимает 31 ячейку памяти, при этом требуется пять ячеек для хранения постоянных коэффициентов, шесть ячеек для хранения переменных величин и достаточно одной ячейки для хранения промежуточных результатов.

Из несложного анализа составленной программы следует, что цифровая вычислительная машина вносит в контур управления временное запаздывание, равное времени выполнения команд с 05 по 24 (при самом первом просчете — с 01 по 24).