Cơ điện tử trên ô tô 2

Bit7-I: Global Interrupt Enable.. Setting this bit enables all the interrupts.. Resetting this disables all interrupts Resetting this disables all interrupts.. Used with BLD bit load and

Trang 1

Cù i i hát t i á VXL h h á tí h (Mi ) á Cùng v i vi c phát tri n các VXL cho h máy tính (Microprocessor) các hãng c ng ch t o các vi x lý chuyên d ng vi đi u khi n (V K)

V K (Microcontroller) là m t thi t b tích h p m t s các ph n t c a

m t h vi x lý lên trên cùng m t chip

Vi đi u khi n là IC có các thành ph n c b n sau

– Lõi CPU

– B nh (c ROM và RAM) B nh (c ROM và RAM)

– Các c ng I/O

Tùy t ng lo i, V K còn có th có

Timer : ph c v cho các ho t đ ng có tính chu k

– Timer : ph c v cho các ho t đ ng có tính chu k

– Truy n tin n i ti p : dùng đ k t n i v i các thi t b khác

– ADC : cho phép x lý các tín hi u t ng t

Trang 2

5 VI I U KHI N KHÁI NI M VI I U KHI N

Trang 3

KHÁI NI M VI I U KHI N

5 VI I U KHI N KHÁI NI M VI I U KHI N

Trang 4

L A CH N VI I U KHI N

5 VI I U KHI N

Trang 5

5 VI I U KHI N

VI I U KHI N AVR

Trang 7

SREG: STATUS REGISTER

STATUS register ch a 8 bít c hi u đ đánh d u tr ng thái làm vi c c a b vi

x lý

T t c các bít này đ u đ c xóa khi reset và có th ghi/đ c b ng ch ng trình

Các bít c a thanh ghi này:

1 Bit7-I: Global Interrupt Enable Setting this bit enables all the interrupts Resetting this disables all interrupts

Resetting this disables all interrupts

2 Bit6-T: Bit Copy Storage Used with BLD (bit load) and BST (bit store) instruction for loading and storing bits from one register to another

5 VI I U KHI N

SREG: STATUS REGISTER

3 Bit5:H Half Carry Flag Indicates half carry in some arithmetic instructions

4 Bit4:S Sign Flag This bit is the exclusive OR between the negative flag N and the Overflow flag V

and the Overflow flag V

5 Bit3:V Two’s Complement Overflow Flag

6 Bit2:N Negative Flag

7 Bit1:Z Zero Flag Indicates a zero result after an arithmetic or logical

operation

8 Bit0:C Carry Flag Indicates a carry in arithmetic or logical operation

Trang 12

Statement4

5 VI I U KHI N

L P TRÌNH C CHO VI I U KHI N

Các l nh l p:

Trang 13

C U HÌNH V I VI I U KHI N

C u hình t i thi u

5 VI I U KHI N GHÉP N I V I TB NGO I VI

Ghép n i v i LED

Trang 14

Ghép n i v i LED 7 thanh

É

Ghép n i v i LED 7 thanh

Trang 15

GHÉP N I V I TB NGO I VI

Ghép n i v i LED dùng b đ m

Trang 16

Trang 17

Ghép n i v i đ ng c đi n

Trang 18

Ghép n i v i đ ng c b c

M r ng c ng

Trang 19

x : tín hi u đi u khi n tác đ ng lên đ i t ng (O)

e : sai l ch đi u khi n

f : tín hi u ph n h i

Trang 20

Phân lo i

H liê h iá đ

Phân lo i

H liên t c ~ h gián đo n

H h u h n tr ng thái ~ H vô h n tr ng thái

H tuy n tính ~ H phi tuy n

H 1 đ u vào 1 đ u ra ~ H nhi u đ u vào nhi u đ u ra

Trang 21

Trong đó, ai, bj là các h s , n >= m.

V i đi u ki n đ u tri t tiêu:

có hàm truy n đ t là:

Trang 24

Mô t h th ng b ng ph ng trình tr ng thái

Kh o sát h th ng trong b ng hàm truy n ch áp d ng đ c cho h

th ng SISO, h th ng tuy n tính ho c tuy n tính hóa và tham s không

đ i.

Ph ng pháp s d ng mô t b ng ph ng trình tr ng thái là ph ng pháp t ng quát h n đ mô ph ng, phân tích và t ng h p h th ng và thích h p v i k thu t s Nó có th áp d ng cho h MIMO, h phi tuy n

và không d ng.

Tr ng thái c a h th ng có th hi u là t p h p các bi n (bi n tr ng thái)

mà th i đi m ban đ u t0, giá tr c a chúng cùng v i các bi n đ u vào

c a h th ng xác đ nh hoàn toàn ng x c a h th ng t i th i đi m t >

c a h th ng xác đ nh hoàn toàn ng x c a h th ng t i th i đi m t t0.

Tr ng thái c a h th ng g m n bi n tr ng thái đ c mô t b i t p n

ph ng trình vi phân c p 1 c a bi n tr ng thái (x1, x2, …, xn) và các

bi n đ u vào (u1, u2, …, um) d ng t ng quát:

Hay:

Các bi n đ u ra (y1, y2, …, yn) c a h tuy n tính đ c xác đ nh t bi n

tr ng thái và bi n đ u vào theo công th c t ng quát (ph ng trình đ u ra):

Trang 25

A B C D g i là các ma tr n tr ng thái n u không ph thu c vào

A, B, C, D g i là các ma tr n tr ng thái, n u không ph thu c vào

Trang 26

Xây d ng ph ng trình tr ng thái cho h th ng:

Trang 29

Xây d ng ph ng trình tr ng thái t hàm truy n

N u hàm truy n có th tri n khai thành tích s các hàm truy n đ n gi n:

Ch n các bi n tr ng thái là các bi n trung gian xi: g g g

hay:

N u hàm truy n có th tri n khai thành t ng các hàm truy n đ n gi n:

Trang 30

Xây d ng ph ng trình tr ng thái t hàm truy n

Trang 32

Ch t l ng h th ng

ánh giá ch t l ng h th ng b ng tiêu chu n tích phân: tiêu chu n này ch y u dùng đ đánh giá ch t l ng h th ng thông qua quá trình quá đ

Trang 36

B ng ph ng trình sai phân, hàm truy n

Gi s h r i r c đ c mô t b ng ph ng trình sai phân d ng:

V i đi u ki n đ u tri t tiêu, sau bi n đ i Z có:

=> Hàm truy n:

Trang 38

Trình t chung đ thi t k m t h th ng c đi n t g m các b c sau:

b c 1: nghiên c u thi t k tính toán thi t b công ngh

b c 2: xây d ng mô hình đ xác đ nh các ng x t nh và đ ng l c h c

c a h th ng,

b 3 đ t á h l đi khi l t ì h đi khi

b c 4: mô ph ng h th ng trên máy tính và hi u ch nh sách l c đi u khi

b c 3: đ xu t sách l c đi u khi n, l p trình đi u khi n

Trang 39

đi u khi n

- Mô ph ng theo th i gian th c là b c th hai, dùng đ kh o sát s làm

vi c c a thi t b công ngh , kh o sát s làm vi c c a b đi u khi n (ki m tra thu t toán đi u khi n…), kh o sát h th ng đ y đ thi t b công ngh tra thu t toán đi u khi n…), kh o sát h th ng đ y đ thi t b công ngh

và b đi u khi n

- Mô ph ng nhanh h n th i gian th c dùng cho các h th ng đi u khi n thích nghi đ t i u hóa h th ng tr c tuy n hoàn thi n thu t toán đi u thích nghi, đ t i u hóa h th ng tr c tuy n, hoàn thi n thu t toán đi u khi n…

Trang 40

Có r t nhi u ph n m m mô ph ng nh Electronics Workbench, Multisim, OrCAD Proteus

OrCAD, Proteus…

Proteus là s n ph m c a công ty Labcenter Electronics, t ng đ i đ c

a chu ng và s d ng r ng rãi.

Proteus cho phép mô ph ng các h th ng v i IC kh trình và h tr thi t

k m ch in trên c s m ch nguyên lý đã thi t k và mô ph ng Nó có th

vi n linh ki n khá l n và có các công c g đ kh o sát phân tích k t qu mô p q

= 1,2,…n), gi a chúng có các quan h Rij (i,j = 0, 1, 2,…, n) Nh v y, h

th ng có th đ c hi u là m t t p h p trong đó có hai hai t p con là t p các

ph n t {S} và t p các quan h {R}.

M i ph n t Si c a h th ng có th là m t ph n t đ n hay l i chính là m t

t p h p các ph n t khác Nh v y, khái ni m h th ng, ph n t hay h th ng p p p y, g, p y gcon là nh ng khái ni m có tính t ng đ i

Trang 41

ng x c a h th ng đ c có th đ c mô t b i mô hình toán h c (tr u

t ng) c a nó Mô hình đó th hi n các quan h gi a các đ i l ng đ u ra, các đ i l ng n i t i và các đ i l ng đ u vào c a h th ng

Mô hình toán h c đ c thi t l p trên c s các quan h v t lý, quan h toán

h c kinh t h c t các k t qu th c nghi m hay t k t h p th c nghi m v i

h c – kinh t h c, t các k t qu th c nghi m hay t k t h p th c nghi m v i

lý thuy t

Mô hình toán h c có th có nhi u d ng khác nhau

Trang 42

Mô hình toán h c c a h th ng

Ví d c h g m v t có kh i l ng m, ch u tác đ ng c a l c F theo ph ng x

và chuy nđ ng theo ph ng đó (b qua ma sát) có th có 2 d ng mô hình

và chuy n đ ng theo ph ng đó (b qua ma sát), có th có 2 d ng mô hình toán h c

T ph ng trình chuy n đ ng: F = m.a v i a = 2 => m - F = 0

2

dt

x d

2 2

dt

x d

ây là m t d ng mô hình toán h c c a h th ng đó Ph ng trình chuy n

đ ng này cùng v i đi u ki n đ u mô t ng x ( đây là chuy n đ ng) c a h

th ng theo th i gian

dt dt

d ng klhác Tr ng thái c a h th ng đó t i m i th i đi m đ c xác đ nh b i chuy n v và v n t c t c th i c a v t đó Vì v y có th dùng chuy n v x và v n

t c v = dx/dt làm các đ i l ng trong n i t i (các bi n tr ng thái) c a h th ng đó

t c v = dx/dt làm các đ i l ng trong n i t i (các bi n tr ng thái) c a h th ng đó Khi đó có th mô t ng x (s chuy n đ ng) c a h th ng b ng h ph ng trình:

Hai d ng mô hình toán h cđó có cùng m t giá tr là cung

⎪⎪

⎧ = v

dt

dx

Hai d ng mô hình toán h c đó có cùng m t giá tr là cung

c p thông tin v s ng x (hay chuy n đ ng) c a h th ng

Trang 43

Mô t h th ng trong không gian tr ng thái

Khi s d ng các bi n tr ng thái mô hình toán h c có th đ c mô t d ngKhi s d ng các bi n tr ng thái, mô hình toán h c có th đ c mô t d ng

= fi[x1(t), x2(t), … xn(t), u1(t), u2(t),… um(t)], i = 1, 2, … n.

Trong đó u là véc t các đ i l ng đ u vào (k c các đ i l ng đi u khi n và

đ i l ng nhi u)

7 MÔ PH NG H TH NG

ng x c a h th ng có th đ c th hi n trong không gian clit n chi u mà

ng x c a h th ng có th đ c th hi n trong không gian -clit n chi u mà

ta s g i là không gian tr ng thái

Các bi n tr ng thái c a h th ng t o thành các b t a đ c a không gian đó Các t a đ đó xác đ nh véc t tr ng thái Véc t tr ng thái này thay đ i theo

th i gian: x(t) = [x1(t), x2(t), … xn(t)]T

T i m i th i đi m, đi m ng n c a véc t này đ c g i là đi m tr ng thái c a h

th ng trong không gian tr ng thái Khi có b t k m t s tha đ i nào đó trong

th ng trong không gian tr ng thái Khi có b t k m t s thay đ i nào đó trong

h th ng thì đi m tr ng thái c a h th ng đó s thay đ i và đi qua m t t p h p các v trí T p h p các đi m tr ng thái đó g i là qu đ o tr ng thái c a h

th ng

Trang 44

N u qu đ o đó là liên t c (t c là t p h p các đi m mà nó đi qua là vô h n) thì h th đó là h th liê t N đ đó h là t h h hthì h th ng đó là h th ng liên t c N u qu đ o đó ch là t p h p h u h n các đi m tr ng thái r i r c thì h th ng đó đ c g i là h th ng r i r c Khi

đó ch t n t i m t s h u h n các đi m tr ng thái trong m t kho ng nào đó cho tr c

cho tr c

Mô t h th ng trong không gian tr ng thái r t hay đ c dùng trong khoa h c

đi u khi n h th ng vì nó tr c quan

V n đ đi u khi n h th ng có th đ t ra trong không gian tr ng thái là ph i g g g g g p

d ch chuy n h th ng t đi m tr ng thái ban đ u đ n đi m tr ng thái cu i cùng đ nh tr c theo m t qu đ o tr ng thái t i u theo nh ng tiêu chí đ nh

- tr ng thái cân b ng (là tr ng thái mà khi đó không m t t a đ nào thay đ i)

Tr ng thái cân b ng ch có th x y ra m t s đi m nh t đ nh trong không gian tr ng thái mà thôi

gian tr ng thái mà thôi

- tr ng thái tu n hoàn (là tr ng thái mà khi đó h th ng quay l i đúng m t

tr ng thái nào đó sau nh ng kho ng th i gian b ng nhau)

- tr ng thái quá đ - là tr ng thái v n đ ng c a h th ng đ ng l c h c mà khi

Tr ng thái cân b ng và tr ng thái tu n hoàn g i là tr ng thái n đ nh

đó h th ng đang chuy n t m t tr ng thái đ u nào đó sang m t tr ng thái

n đ nh b t k khác

Trang 45

tí h đ l h h th

c tính đ ng l c h c c a h th ng

i u ki n đ m t h th ng đ ng l c h c kh d ng là tính n đ nh c a nó g g g

Tính n đ nh c a h th ng là m t trong nh ng đ c đi m quan tr ng nh t c a

s v nđ ng c a h th ng và là m t khái ni m c b n trong đi u khi n h c

s v n đ ng c a h th ng và là m t khái ni m c b n trong đi u khi n h c

T c là h th ng ph i làm vi c đ c bình th ng b t k đ n các lo i tác đ ng khác nhau không th tránh kh i c a môi tr ng xung quanh tác đ ng vào h

th ng

so sánh thu c tính đ ng l c h c c a các h th ng khác nhau, ng i ta

đ a ào đ ào c a h th ng m t s bi n thiênđ c ác đ nh chính ác t

đ a vào đ u vào c a h th ng m t s bi n thiên đ c xác đ nh chính xác t

Trang 46

gi a các ph n t đó nh m m c đích kh o sát s ng x c a h th ng trong các tr ng h p khác nhau

T hi t h khó ó th â d ô hì h t đ h thTrong nhi u tr ng h p, khó có th xây d ng mô hình t ng đ ng h th ng

th c vì các lý do thu c khía c nh kinh t và k thu t Khi đó ng i ta có th xây d ng các mô hình v t lý t ng t v i h th ng B ng cách s d ng các

h th ng v t lý khác nhau nh ng có s ng x t ng t đ làm mô hình

t ng t

Ngoài các mô hình v t lý t ng t nh v y, còn có th có mô hình đ ng d ng,

t c là mô hình g m các ph n t và các m i quan h gi a chúng gi ng trong

đích khác nhau, ta quan tâm kh o sát m t s trong s nhi u quá trình đó nên

ta xây d ng các mô hình khác nhau có th mô t đ c các quá trình c n kh o sát đó

Bên c nh các mô hình v t lý c th , ng i ta còn th ng xây d ng các mô hình tr u t ng (mô hình toán h c) đ mô t các quá trình di n ra trong h

th ng th c

Mô hình toán h c là quan h toán h c gi a các đ i l ng đ u vào, các đ i

l ng đ u ra và có th v i các bi n tr ng thái theo th i gian Mô hình toán h c

đ c s d ng h u hi u trong nhi u tr ng h p đ thay th cho mô hình c

th T ng t nh đ i v i mô hình c th , v i m t h th ng cho tr c có th

có nhi u mô hình tr u t ng khác nhau, v i các gi thi t đ n gi n hóa khác nhau, đ c xây d ng nh m ph c v nh ng m c đích kh o sát các thu c tính khác nhau c a h th ng

Trang 47

Mô hình hóa h th ng

Mô hình hóa h th ng là quá trình thi t l p các mô hình h th ng

xây d ng các mô hình v t lý c th , c n thi t ph i tìm hi u các thu c tính

c a t ng ph n t c a h th ng đ có th xây d ng các ph n t t ng t nh

v y Bên c nh các ph n t , ta còn c n nghiên c u các m i quan h gi a các

ph n t c a h th ng đ có th xây d ng các m i quan h gi ng nh v y gi a các ph n t c a mô hình ây là vi c r t khó th c hi n trong nhi u tr ng

h p

i v i vi c xây d ng mô hình toán h c, ta c n nghiên c u b n ch t các quá trình x y ra trong h th ng, b n ch t các m i quan h gi a các đ i l ng trong

h th ng và dùng các công c toán h c g g g đ mô t các quá trình, các m i quan q , q

h đó Trong nhi u tr ng h p, vi c phân tích b n ch t các quá trình x y ra trong h th ng và xây d ng mô hình toán h c c a h th ng r t ph c t p Trong

- bi nđ i chuy n đ ng (lo i chuy n đ ng nh t t nh ti n thành chuy n

- bi n đ i chuy n đ ng (lo i chuy n đ ng nh t t nh ti n thành chuy n

đ ng quay…) và v n t c chuy n đ ng (thay đ i t s truy n)

H th ng truy nđ ng đ c t o thành t nh ng ph n t hay b ph n truy n

H th ng truy n đ ng đ c t o thành t nh ng ph n t hay b ph n truy n

đ ng (sau đây đ c g i là các ph n t truy n đ ng) Các ph n t truy n

đ ng r t đa d ng nh các c p bánh r ng, các ly h p thu c các lo i khác nhau hay tr c truy n các chi ti tđàn h i chi ti t gi m ch n (nh trong h th ng

hay tr c truy n, các chi ti t đàn h i, chi ti t gi m ch n (nh trong h th ng treo c a ôtô…) hay nh b m th y l c, đ ng c và các đ ng ng th y l c v.v… Các h th ng nh h th ng truy n l c, h th ng d n đ ng lái hay h

th ng treo trên ôtô và xe chuyên d ng g eo ê ô ô à e c uyê d g đ u có th coi là các h th ng truy n đ u có co à các g uycông su t

Định dạng
Số trang	103
Dung lượng	7,87 MB