Глава 14. ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОЭВМ В СИСТЕМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

В предыдущих главах были рассмотрены общие сведения об архитектуре микропроцессорных систем, математические основы анализа и проектирования цифровых систем управления. Однако цифровым системам управления и в особенности микропроцессорным системам управления присущи физические ограничения, определяемые дискретными элементами. Например, если используется микропроцессор, то аппаратное обеспечение накладывает ограничения на частоту квантования, при этом скорость выполнения программы относительно мала.

Другим ограничением цифровой системы управления и в особенности микропроцессорной системы является конечная длина слова, которая в большинстве микропроцессоров равна только 8 бит и реже — 16 бит.

14.1. УПРАВЛЯЮЩИЕ ЭВМ

Непосредственной функцией управляющих цифровых ЭВМ является реализация алгоритмов решения задач, сформулированных пользователем, а задачей ее периферии сбор и регистрация исходных данных — значений параметров управляемого процесса, а также их обработка.

Рис. 14.1

Режимы работы управляющих ЭВМ можно подразделить на: режим пакетной обработки и режим реального времени.

Расчеты экономического и научно-технического характера выполняются в основном в пакетном режиме, когда момент обработки данных, а также фактическое время выполнения расчетов не оказывают влияния на конечный результат.

В дальнейшем будет рассматриваться режим работы управляющих микроЭВМ в реальном времени. Систему обработки данных можно определить как систему, Получающую исходные данные, обрабатывающую их по соответствующей программе и выдающую полученные результаты с такой скоростью, которая обеспечивает своевременную реакцию системы на изменения, происходящие во внешней среде.

Время ответа Та управляющей ЭВМ должно приблизительно соответствовать главной постоянной времени Т процесса, которая приближенно определяется временем регулирования

Время регулирования и граничная частота (частота среза) связаны между собой в соответствии с теоремой Котельникова следующим соотношением:

При обеспечении стабилизации процесса и управления им управляющая ЭВМ и процесс могут непосредственно связываться за счет (ыхода ЭВМ в качестве прямого использования управляющего сигнала (рис. 14.1, а), либо составлять замкнутый контур (рис. 14.1. в). Если можно измерить помехи, оказывающие влияние на процecc, то их компенсируют специальной схемой, представленной на рис. 14.1, б. Управляющая ЭВМ может работать так же, как цифровой регулятор (рис. 14.1, в).

Рассмотрим теперь несколько конкретных примеров управляющих микроЭВМ.