5. THỰC NGHIỆM
5.3.Gián đoạn bộ điều khiển và số hóa – chuẩn hóa tín hiệu
Sau khi tổng hợp cấu trúc điều khiển, ta được phương trình mô tả dưới dạng tổ hợp các phần tử cơ bản: khuếch đại, đạo hàm và tích phân. Đối với các hệ tương tự, ta chỉ cần thay các phần tử này bằng các mạch tương tự và các tín hiệu điều khiển chính là các tín hiệu dòng áp thực có thể đo đạc trực tiếp. Tuy nhiên, sẽ có một số thay đổi khi ta sử dụng thiết bị điều khiển và một vi xử lý số.
Process
Sample
Microcontroller
D/A A/D
Hold
65
Như đã biết, vi xử lý là một thiết bị hoạt động theo chu kỳ xung nhịp, toàn bộ khối lượng tính toán được giới hạn và lặp lại sau những khoảng thời gian cách đều gọi là chu kỳ trích mẫu. Do đó, tín hiệu đưa vào bộ điều khiển cũng chỉ được cập nhật sau mỗi chu kỳ trích mẫu được gọi là quá trình gián đoạn tín hiệu. Bên trong vi xử lý, khối xử lý trung tâm ALU thực hiện các phép tính logic số học với dữ liệu lưu trữ ở dạng nhị phân tại các thanh ghi, bộ nhớ. Vì vậy, tín hiệu muốn sử dụng được trong bộ điều khiển phải thực hiện mã hóa sang dạng bit theo một quy tắc phù hợp với chức năng tính toán của vi xử lý. Quá trình này gọi là quá trình số hóa tín hiệu. Từ đây ta thấy rằng các tín hiệu khi đưa vào bộ điều khiển đã không còn bản chất vật lý vốn có của nó, đồng thời mô hình bộ điều khiển cũng có sự sai khác do được bổ xung thêm khối “Sample and Hold” và độ chính xác của tín hiệu bị giới hạn bởi khả năng biểu diễn bên trong các thanh ghi của vi xử lý. Chính vì vậy để hỗ trợ công tác thiết kế hệ thống điều khiển, các nhà sản xuất vi xử lý đưa ra mô hình sử dụng khối tính toán giống như các quá trình diễn ra trong vi xử lý, quá trình mô phỏng này gọi là “software in the loop”.
Trong phần này, ta đề cập tới hai thao tác cơ bản trong triển khai bộ điều khiển trên vi xử lý số bao gồm: gián đoạn bộ điều khiển và số hóa – chuẩn hóa tín hiệu.