Материал: Конечный вариант

3) постоянные;

4) буферные;

5) внешние.

По физико-химическим принципам действия: на ферритовых сердечниках, магнитных барабанах, дисках, магнитных лентах и пленках и интегральных схемах. По способу хранения информации: статические и динамические. По способу доступа к заданной ячейке: с последовательным, циклическим и произвольным доступом. По характеру обращения: с адресным обращением (или адресной выборкой) и с ассоциативным обращением, т.е. по некоторому признаку. Для получения большей информационной емкости и высокого быстродействия используется иерархический принцип построения ЗУ.

Структурная схема ЗУ такого построения на рисунке ниже. На первом уровне используются сравнительно небольшие, но быстродействующие ЗУ, тесно связанные с процессором. На втором уровне ЗУ с произвольной выборкой, которые обладают большой емкостью, но имеют более низкое быстродействие.

К третьему уровню относятся ЗУ с плавающим временем, низким быстродействием, но большой емкостью (магнитные диски, магнитные ленты). ЗУ с другими устройствами ЦВМ связываются по магистралям слов, адресов и управления. Считывание информации из ЗУ может производиться как с разрушением, так и без разрушения, записанной в ячейку памяти информации. ОЗУ на магнитных (ферритовых) сердечниках. Запись и считывание информации в ЗУ на ферритах основывается на способности элемента памяти переходить в два различных физических состояния намагниченности, отличающихся параметрами. Ферритовые сердечники, как известно, имеют прямоугольную петлю гистерезиса.

Достоинствами МОЗУ являются: 1) высокое быстродействие; 2) высокая надежность; 3) большая емкость; 4) возможность хранения информации без затрат энергии (энергонезависимы). На кольцевой сердечник из ферритовых материалов (окиси Fe₂O₃ и других элементов, как углерод, сплавы) наматываются обмотки провода. Сердечник обычно малого диаметра и прошивка в виде 1-2 проводников. ПЗУ – предназначено для хранения и оперативного считывания той информации, которая является неизменной в процессе работы ЦВМ. К такой информации относятся константы стандартных программ, подпрограмм, таблицы, функции. Запись информации в ПЗУ в процессе работы по программе невозможна. В качестве элементной базы в ПЗУ также используются ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса. Изготовление ПЗУ заключается в прошивке ферритовых колец или плат по принципу: если требуется зафиксировать 1, числовая шина при изготовлении пропускается через сердечник. Для считывания числа в числовые шины подаются импульсы. Считываемый сигнал снимается с вторичной обмотки, т.е. элементы работают как линейные трансформаторы. ВЗУ (внешние) – применяются для хранения цифровой информации больших объемов на магнитных лентах и дисках, которые представляют собой электромеханические ЗУ. В них информация хранится на движущемся магнитном носителе, представляет собой тонкий слой магнитного материала (10-30 мкм), который нанесен на ленты, диски или барабаны. Объем информации достигает десятков миллионов байт. Запоминающей ячейкой служит участок магнитной пленки, для записи и считывания используются магнитные головки.

12. Принцип преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал (АЦП) заключается в следующем: Предположим, что какой – то датчик вырабатывает напряжение Uд, изменяющееся произвольным образом. Весь диапазон возможных значений Uд разбивают на уровни. Расстояние между уровнями берется одинаковым и называется шагом квантования. Каждому уровню присваивается код (обычно двоичный). Число уровней берется равный 2^n, где n-разрядность кода. На рисунке в момент t=0 напряжение датчика имеет значение, находящееся между первым и вторым уровнем, что соответствует коду 001. В момент следующего опроса t₁ соответствует 5 уровню – код 100 и т.д. Таким образом, преобразователь формирует и передает коды тех уровней, которые соответствуют значению напряжения в момент опроса, для этого составляется соответствующая эл. схема из триггеров и счетчиков. Широкое распространение получили преобразователи угловых перемещений в код (угол-код), представляющий собой кодирующий диск, который закрепляется на валу исполнительного (измерительного) механизма. Диск разбивается на концентрические окружности, число которых равно числу разрядов кода. На эти окружности наносится изображение кода. При повороте диска считывающее устройство в виде ламп, фотодатчиков, которые неподвижны, фиксирует код, соответствующий углу поворота. Считывающее устройство бывает контактным, фотоэлектрическим и т.д. При контактном способе проводящие части диска выполняются из металла, а непроводящие – из изоляционных материалов. Считывание осуществляется при скольжении щетки по кольцам диска. При применении фотоэлектрического способа заштрихованные части диска выполняются не проводящими свет и не заштрихованные – светопроводящими. Диск освещается по одну сторону диска. С другой стороны, расположены светодиоды. При каждом положении диска освещаются только те фотодиоды, которые соответствуют единицам кода. В настоящее время разработано много других АЦП на базе электронных схем.

Принципы преобразования кода в аналоговый сигнал (ЦАП).

Исходное число в двоичной системе преобразуется в количество импульсов. Далее каждый из этих импульсов ставится в постоянное единичное приращение аналоговой величины. Приращение суммируются и на выходе получается аналоговая величина пропорциональная коду.

Схема преобразования кода в напряжение. Суммирование аналоговых величин в соответствии с кодом: (На рис. Вместо z должно быть r). Эта схема основана на принципе суммирования токов, пропорциональных кодам. Ключи Кo – Кn управляются от триггеров счетчика или регистра, с которого снимается код. Резисторы R и r являются эталонным, источник питания U стабилизированный. Токи Io, проходящие по резисторам R, создают на резисторах r падения напряжения, пропорциональное коду и Uвых пропорциональное коду. Преобразование кода в аналоговый сигнал протекает в ЦАП (цифровые аналоговые преобразователи)

13. Основы теории автоматического управления

1)Автоматическая система - управляемый объект (УО) + управляющее устройство (УУ), которое воздействует на УО. УО - заданная часть системы, УУ искусственно синтезируется, чтобы обеспечить авт-е управление УО. Авт-е регулирование- это частный случай авт-ого управления.

2) Авт-е системы в зависимости от ист. инфо: замкнутые, разомкнутые и комбинированные. Замкнутые системы используют инфо о действительном значении управляемой величины, она через обратную связь сравнивается с заданной. УУ стремится устранить разность. Разомкнутые системы используют инфо для формирования управляющего воздействия о некоторых основных контролируемых возмущениях, действующих на систему. В комбинированных системах используется информация и по отклонению, и по возмущению.

3) При анализе системы, рассматривается совокупность отдельных фц.-х элементов, т.е. фц.-я схема. Всю систему делят на динамические звенья. Динамическое звено - устройство, описываемое диф. или иным уравнением. р=d/dt

4) Передаточная функция - отношение изображения по Лапласу выходной величины звена к изображению входной, W(p) (уравнение в операторной форме).

5) Элемент, описываемый сложным уравнением, м.б. представлен комбинацией типовых динам-х звеньев. Типовые динамич. звенья: пропорциональное, апериодическое звено, колебательное, интегрирующее, дифференцирующее, форсирующее, звено с запаздыванием.

6) Динамические свойства звеньев определяются их временными и частотными характеристиками (переходная фц, фц веса, АЧХ, ФЧХ, АФЧХ, ЛАЧХ).

7) Задачи, решаемые при анализе и синтезе САУ: 1. исследование устойчивости системы, 2. оценки качества управления, 3. синтез корректирующих устройств, улучшающих параметры системы.

8) Методы анализа и синтеза линейных авт-х систем: оценка динамических св-в по переходным характеристикам, построение переходных процессов операционным методом, корневые оценки динам-х св-в, частотные оценки качества.

(?) 14. Экстремальное регулирование это способ авт. регулирования, состоящий в установлении и поддержании такого режима работы упр. объекта, при котором достигается экстремальное (мин. или макс.) значение некоторого критерия, характеризующего качество процесса (объекта). В качестве критерия может быть либо физ. величина, либо КПД, либо произв-ть процесса. Авт. устройство, вырабатывающее упр. воздействие на объект регулирования называется экстремальным регулятором. Экстремальный регулятор + объект образуют кибернетич. систему. Устройство, предназначенное для авт. поиска и поддержания экстремального значения регулируемого параметра, называют автоматическим оптимизатором. (различают одноканальные и многоканальные) Осн. особенность экстремального регулирования заключается в том, что заранее не известно конкретное макс.значение регулируемого параметра. Поэтому для решения задачи оптимизации работа САР должна быть организована таким образом, чтобы в ней осуществлялся непрерывный поиск значения управляющего воздействия, при котором выходной сигнал обладал бы признаками экстремального значения. Таким признаком является изменение знака производной dy/dx при прохождении экстремума. Кривая функции y=f(x) имеет экстремум, признаком которого служит равенство нулю производной от функции, слева от этой точки она больше нуля, а справа меньше нуля. Работа СЭР основывается на том, что первоначально входной сигнал принудительно изменяется в случайном направлении. Далее анализируется выходной сигнал, точнее производительность от выходного сигнала, приближена к экстремуму или нет. Чаще всего выделяют следующие типы СЭР:1)с запоминанием экстремума, 2)реагирующие, на знак и величину dy/dx, 3)с непрерывным поисковым сигналом,4) шагового типа. Перечисленные поисковые системы применяют, когда оптимизируемый параметр зависит только от одного управляющего воздействия. Существуют методы поиска экстремума оптимизируемого параметра, когда он является функцией нескольких независимых друг от друга величин, что имеет место при обработке КПЭ. Это:1)метод поочередного измерения параметров (метод Гаусса- Зейделя),2)метод градиента,3)метод наискорейшего спуска.

15. Методы автоматизации техпроцессов ээо

В настоящее время технология ЭЭО подразделяется на следующие методы:

1) Электроконтактное разре-зание в жидкости.

2) Шлифование в жидкой среде и воздушной среде.

3) Электроконтактное разрезание в воздушной среде профильным инструментом.

4) Электроэрозионное упрочнение и легирование.

5)Прошивание в электроискровом режиме.

6)Прошивание в электроимпульсном режиме.

7)Электроконтактное разрезание диском и др. Естественно каждый из перечисленных методов и способов вносит свои особенности, и требования в части контроля и управления процессом. Решение всех перечисленных проблем на современном уровне возможно лишь при кибернетическом подходе к техпроцессу и оборудованию с использованием вычислительной техники и экстремального регулирования. Любая кибернетическая система состоит из уровней регулирования, каждый из которых решает свои задачи. Учитывая этот перечень задач и проблем, рассмотрим несколько методов автоматизации подсистем разного уровня. Регуляторы подачи электрода-инструмента. Регуляторы необходимы для поддержания размера межэлектродного зазора в течение всего вре-мени обработки. Следует учитывать, что этот размер составляет десятые и сотые доли миллиметра, поэтому от регулятора требуются высокие быстродействие, чувствительность, что обеспечивается высокой стабильностью скорости перемещения, отсутствием люфтов в узлах с подвижными элементами, малой инерционностью системы. Измерительные преобразователи. Измерения I , U, R и d/dt сигнала, снимаемого с межэлектродного промежутка, построены на электрических схемах, которые обладают большим быстродействием и высокой разрешающей способностью и представляют собой RC- цепочки, электрические мосты и делители на сопротивлениях. При снятии сигнала по силе рабочего тока используются шунты в рабочей цепи генератора импульсов, а также импульсные трансформаторы тока. Блок сравнения входного и опорного сигналов имеет источник опорного напряжения и саму схему сравнения. Существует много вариантов схем сравнения, которые можно условно разделить на резисторные и стабилитронные. Во втором случае сравнение напряжений происходит на накопительном конденсаторе с заданным напряжением, зафиксированным стабилитроном. Основными типами регуляторов зазора являются электрогидравлические и электромеханические. Автоматическая система рабочих перемещений электрода-инструмента. Для обработки полостей и наружных поверхностей сложной формы электрод- инструмент должен перемещаться по самым различным траекториям. Это может быть орбитальное движение, при котором он совершает плоскопараллельное круговое перемещение без вращения вокруг своей оси, осциллирующее движение, когда все точки инструмента в плоскости, параллельной поверхности стола станка описывают окружности заданного диаметра; криволинейные движения и др. Известны 3 основных способа задания рабочих перемещений инструмента .

Первый способ, реализуется с помощью универсальной электроэрозионной головки.

Второй способ позволяет изготавливать детали, имеющие отверстия с криволинейной осью, что принципиально невозможно при традиционных методах обработки. Третий способ использует возвратно- поступательные колебания электрода- инструмента при помощи электромагнитного вибратора. Вибрация способствует эвакуации продуктов обработки из межэлектродного промежутка. Система очистки и подачи рабочей жидкости для повышения производительности, точности и качества необходимо прокачивать жидкость через межэлектродный промежуток. Для этого предназначена система автоматической очистки и подачи рабочей жидкости. Рабочая среда из бака 1 подается насосом 2 через фильтр 4 и устройство 5 регулирования расхода в рабочую зону. При этом возможны 2 варианта подачи рабочей среды:

1) Либо при открытом кране 9 через полый электрод 11 в промежуток с заготовкой 12.

1)поочередный анализ выходного сигнала под воздействием отдельных возмущений на предмет влияния их на экстремальный результат. Затем вырабатывается суммарный сигнал на исполнительный механизм.

2) одновременное измерение всех координат (возмущений) и определении их влияния на выходной сигнал с позиций движения к экстремуму.3) Вначале определяется начальное значение регулируемого параметра (направление вектора градиента в начальной точке состояния системы), затем формируется сигнал по результатам этого измерения, направленный на наискорейшее достижение экстремума.