第六章 控制器
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3Dmax动画教程 第6章 动画控制器
例6-7：圆球变形动画 ：
1、创建一个圆球 、 2、第0帧：录制动画 、 帧 3、指定缩放类控制器：ScaleXYZ控制器 、指定缩放类控制器： 控制器 4、第50帧：在Y轴方向缩放圆球 、 帧 轴方向缩放圆球 5、第100帧：在Z轴方向缩放圆球 、 帧 轴方向缩放圆球 6、结束录制动画 、
例6-8：链接约束动画 ：
成组，移动轴心点至脚下。 成组，移动轴心点至脚下。 2、底板: 长方体: 底板: 长方体: 200*300*5
3、路径：椭圆 150*250 路径： 二、为卡通人指定位置列表控制器 三、指定路径约束控制器 四、加入一个噪波控制器 参数： 勾选>0 >0。 参数：Z=50, 勾选>0。
二、旋转控制器
第6章 动画控制器
当我们在场景中为一个物体设置动画时，要 制作关键帧来确定物体运动的状态。但是对于非 关键帧的物体的状态，3ds max必须插入动画数据。 关键帧的物体的状态，3ds max必须插入动画数据。 在3ds max中，所有的动画数据都是由动画控制器 max中，所有的动画数据都是由动画控制器 来处理，它能够储存动画值，安排两个关键帧之 间的插入值。 在3ds max中，目标摄影机和目标聚光灯默认 max中，目标摄影机和目标聚光灯默认 的是注视控制器，其他物体对象默认的是“ 的是注视控制器，其他物体对象默认的是“位置 XYZ” XYZ”控制器。 与关键帧动画相比，使用控制器制作动画更 具体，可以制作较复杂的动画效果。
6.1 动画控制器的分类
1、单一性的动画控制器：只控制物体的单一属性。 2、复合属性的动画控制器：可以结合并管理多个动画 控制器。
6.2 指定控制器类型的方法
当每次对场景中的物体做动态设定时，3ds max会自动 当每次对场景中的物体做动态设定时，3ds max会自动 指定一个默认的动画控制器。同时，在创建或变换一个物 体时，系统也会使用变换控制器来放置此物体。 如果希望以默认控制器以外的不同方式来设定动画时， 就必须指定不同的控制器。三种方法： 1、用运动命令面板。 在运动命令面板中只能选用变换控制器(PRS控制器) 在运动命令面板中只能选用变换控制器(PRS控制器)。 2、用轨迹视图。 在轨迹视图中提供了对所有控制器的访问。 3、使用菜单：动画主菜单。 、使用菜单：动画主菜单。
1、创建一个圆球 、 2、第0帧：录制动画 、 帧 3、指定缩放类控制器：ScaleXYZ控制器 、指定缩放类控制器： 控制器 4、第50帧：在Y轴方向缩放圆球 、 帧 轴方向缩放圆球 5、第100帧：在Z轴方向缩放圆球 、 帧 轴方向缩放圆球 6、结束录制动画 、
例6-8：链接约束动画 ：
成组，移动轴心点至脚下。 成组，移动轴心点至脚下。 2、底板: 长方体: 底板: 长方体: 200*300*5
3、路径：椭圆 150*250 路径： 二、为卡通人指定位置列表控制器 三、指定路径约束控制器 四、加入一个噪波控制器 参数： 勾选>0 >0。 参数：Z=50, 勾选>0。
二、旋转控制器
第6章 动画控制器
当我们在场景中为一个物体设置动画时，要 制作关键帧来确定物体运动的状态。但是对于非 关键帧的物体的状态，3ds max必须插入动画数据。 关键帧的物体的状态，3ds max必须插入动画数据。 在3ds max中，所有的动画数据都是由动画控制器 max中，所有的动画数据都是由动画控制器 来处理，它能够储存动画值，安排两个关键帧之 间的插入值。 在3ds max中，目标摄影机和目标聚光灯默认 max中，目标摄影机和目标聚光灯默认 的是注视控制器，其他物体对象默认的是“ 的是注视控制器，其他物体对象默认的是“位置 XYZ” XYZ”控制器。 与关键帧动画相比，使用控制器制作动画更 具体，可以制作较复杂的动画效果。
6.1 动画控制器的分类
1、单一性的动画控制器：只控制物体的单一属性。 2、复合属性的动画控制器：可以结合并管理多个动画 控制器。
6.2 指定控制器类型的方法
当每次对场景中的物体做动态设定时，3ds max会自动 当每次对场景中的物体做动态设定时，3ds max会自动 指定一个默认的动画控制器。同时，在创建或变换一个物 体时，系统也会使用变换控制器来放置此物体。 如果希望以默认控制器以外的不同方式来设定动画时， 就必须指定不同的控制器。三种方法： 1、用运动命令面板。 在运动命令面板中只能选用变换控制器(PRS控制器) 在运动命令面板中只能选用变换控制器(PRS控制器)。 2、用轨迹视图。 在轨迹视图中提供了对所有控制器的访问。 3、使用菜单：动画主菜单。 、使用菜单：动画主菜单。
第六章1-3讲 可编程中断控制器
天津工业大学
SP/EN:双功能信号。 缓冲方式时， EN 为输出，控制缓冲 器传输的方向。 EN=0，表示允许8259A通过缓冲器输出。 EN=1，表示CPU写8259A。 非缓冲方式时，SP为输入，表示主从 关系， SP=1,表示主片， SP=0,表示从片。
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④控制逻辑：
向CPU发送中断请求信号，处理CPU的中断应 答信号INTA,直接连接到CPU的中断请求输入端 INTR. INT:8259A向CPU发出的中断请求信号，高电平 有效。 INTA:CPU响应中断时，约两个总线周期，称为 响应周期。用来对8259A的中断申请进行响应， 在中断响应周期中产生两个INTA信号， 第一个用来使中断请求服务寄存器相应位置1， 第二个INTA信号，8259A向CPU提供中断矢量号。
天津工业大学
⑦ 中断服务寄存器(ISR) 记录优选后的中断申请标志（正在执行 的中断服务程序其ISR相应位置1），后来 的中断申请在优先排队电路的控制下与当 前正在执行的中断过程进行优先级排队， 以决定是否实现中断嵌套。
天津工业大学
⑧中断屏蔽寄存器IMR 由CPU设置，以决定某个中断源是否被屏 蔽，当该寄存器中某一位置“1”时，表示 禁止该中断请求进入系统。通过IMR寄存器 可实现对各级中断的有选择的屏蔽。
• ♣SP/EN在非缓冲方式下，规定（SP＝1）时该
8259A是主片， （SP＝0）时该8259A是从片。
天津工业大学
第一个周期 T1 T2 T3 T4
CLK ALE LOCK INTA D0～D7 SP/EN CAS0～CAS2 IR0～IR7 INT
第二个周期 T1 T2 T3 T4
CPU响应周期
天津工业大学
6.5.3 8259A的优先级管理方式
控制器工作原理
控制器工作原理控制器是指能够控制某一系统或设备运行的装置，它可以根据预先设定的条件和指令来实现自动化控制。
控制器的工作原理主要包括输入、处理和输出三个方面。
首先，控制器接收来自传感器的输入信号。
传感器可以感知各种物理量，如温度、压力、流量等，将这些物理量转化为电信号输入到控制器中。
控制器根据这些输入信号来判断当前系统的状态，并作出相应的控制决策。
其次，控制器通过内部的处理单元对输入信号进行处理。
处理单元可以是微处理器、PLC（可编程逻辑控制器）等，它们能够对输入信号进行运算、逻辑判断、控制算法等处理，从而得出控制结果。
控制器的处理单元通常会根据预先设定的控制策略来进行处理，以实现系统的自动化控制。
最后，控制器通过执行输出控制信号来实现对系统的控制。
输出信号可以驱动执行器、阀门、电机等执行元件，从而改变系统的工作状态。
控制器的输出信号是根据处理单元的处理结果和控制策略来确定的，它能够实现对系统运行状态的精确控制。
控制器的工作原理可以简单总结为，接收输入信号、进行处理、输出控制信号。
通过这一过程，控制器能够实现对系统的自动化控制，提高系统的稳定性、可靠性和效率。
在工业自动化领域，控制器应用广泛。
它可以应用于各种自动化设备和系统中，如机械设备、生产线、工业机器人等。
控制器的工作原理决定了它能够灵活、高效地控制各种不同类型的系统，实现自动化生产和操作。
总的来说，控制器是一种能够实现自动化控制的装置，其工作原理包括输入、处理和输出三个方面。
通过对输入信号的处理和输出控制信号，控制器能够实现对系统的精确控制，提高系统的稳定性和效率，广泛应用于工业自动化领域。
计算机组成原理(蒋本珊)第六章
第六章１．控制器有哪几种控制方式？各有何特点？解：控制器的控制方式可以分为３种：同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。
同步控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。
这种控制方式设计简单，容易实现；但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间，造成较大数量的时间浪费，从而影响了指令的执行速度。
异步控制方式的各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体情况决定，需要多少时间，就占用多少时间。
异步控制方式没有时间上的浪费，因而提高了机器的效率，但是控制比较复杂。
联合控制方式是同步控制和异步控制相结合的方式。
２．什么是三级时序系统？解：三级时序系统是指机器周期、节拍和工作脉冲。
计算机中每个指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期划分为若干个节拍，每个节拍中设置一个或几个工作脉冲。
３．控制器有哪些基本功能？它可分为哪几类？分类的依据是什么？解：控制器的基本功能有：（１）从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。
（２）对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。
（３）指挥并控制CPU 、主存和输入输出设备之间的数据流动。
控制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型３类，分类的依据在于控制器的核心———微操作信号发生器（控制单元CU）的实现方法不同。
４．中央处理器有哪些功能？它由哪些基本部件所组成？解：从程序运行的角度来看，CPU 的基本功能就是对指令流和数据流在时间与空间上实施正确的控制。
对于冯·诺依曼结构的计算机而言，数据流是根据指令流的操作而形成的，也就是说数据流是由指令流来驱动的。
中央处理器由运算器和控制器组成。
５．中央处理器中有哪几个主要寄存器？试说明它们的结构和功能。
解：CPU 中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果及控制、状态信息的，它可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。
施耐德PLCTwidoPLC可编程控制器第六章、指令
第六章、指令6-1 布尔指令6-2 标准功能块6-2-1 定时器功能块6-2-2 计数器功能块6-2-3 移位寄存器功能模块(%SBRi)6-2-4 步进计数器功能模块(%SCi)6-3 数字处理指令6-3-1 赋值指令6-3-2 比较指令6-3-3 算术指令6-3-4 逻辑指令6-3-5 移位指令6-3-6 转换指令6-3-7 单/双字转换指令6-3-8 浮点算术指令6-3-9 三角指令6-3-10 转换指令6-3-11 整数转换指<-> 浮点6-3-12 表求和功能6-3-13 表比较指令6-3-14 表查找指令6-3-15 表最大值和最小值查找功能6-3-16 表中某个值的出现次数6-3-17 表循环移动功能6-3-18 表排序功能6-4 程序控制指令6-4-1 END指令6-4-2 跳转指令6-4-3 子程序指令6-5 专用功能块6-5-1 LIFO/FIFO寄存器功能模块(%Ri) 6-5-2 脉宽调制功能模块(%PWM)6-5-3 脉冲发生器输出功能模块（%PLS）6-5-4 磁鼓控制器功能模块(%DR)6-5-5 高速计数6-5-6 超高速计数器功能模块(%VFC)6-5-7 调度模块6-6 通讯指令6-6-1 信息发送/接收6-6-2 数据交换控制6-1 布尔指令掌握要点：布尔指令:用语所有位元件Load指令（装入）：LD，LDN，LDR，LDF分别对应常开，常闭，上升沿，和下降沿其中: N 代表“非”R 代表“上升沿”F 代表“下降沿”程序例:逻辑AND 指令: AND, ANDN , ANDR , ANDF。
逻辑与指令执行操作数（或它的反转数，或上升沿，或下降沿）和前面指令的布尔运算结果间的逻辑与操作。
程序例:逻辑OR指令: OR , ORN , ORR , ORF，逻辑或指令执行操作数（或它的反转数，或上升沿，或下降沿）和前面指令的布尔运算结果间的逻辑或操作。
程序例:赋值指令ST, STN, S, 和R分别对应直接，反转，置位，和复位线圈，其中: N 表示输出的非S 表示强制置位R 表示强制复位程序例:异或指令(XOR, XORN, XORR, XORF)异或指令执行操作数（或它的反转数，或上升沿，或下降沿）和前面指令的布尔运算结果间的异或操作。
第六章 最少拍控制设计
T 2 z2 3.5T 2 z3 7T 2 z4 11.5T 2z 5
r(kT ) 0 0.5T 2 2T 2 4.5T 2 8T 2 12.5T 2
c(kT ) 0 0
T 2 3.5T 2 7T 2 11.5T 2
c(kT)与r(kT)始终存在偏差
结论：
1、一般地说，为一种典型输入所设计的最少拍系统， 用于阶次较低的输入函数时，系统将出现较大的超调， 同时响应时间也增加，但是还能保持在采样时刻稳态偏 差为0；
pi z1 )(z) (1 zi z1 )
i 1
为了保证D(z)的可实现性，应当在Φ(z)中加入z-r因子
和|zi|≥1(不包括z＝1点)的零点。 23
五、稳定性 (z) D(z)G(z)e (z)
若广义对象G(z)的极点中存在单位圆上(pi=1除外) 和单位圆外的极点时，则系统将是不稳定的。
解决方法：采用增加Φe(z)的零点来实现
24
六、设计原则
1、考虑不同类型输入，选择满足最少拍的Φe(z)的形式 2、考虑D(z)可实现性，Φ(z)应包含z-r因子和G(z)中
|zi|≥1(不包括z＝1点)的零点 3、考虑系统稳定性，Φe(z)应把G(z)中的不稳定极点
|pi|≥1(不包括z＝1点)作为自己的零点。
1 z1 1 0.368z1
（2）因为系统输入信号为单位阶跃信号，则：
e z 1 z 1 z1 2
所以系统脉冲传递函数： z 2z1 z2
（3）数字控制器的脉冲传递函数：
D
z
G
z
z
1
z
1 z1 1 0.368z1 2z1 z2
= 3.679z1 1 0.718z1
由此可见，第二拍起，u(kT)就稳定在a0+a1+a2上， 当系统含有积分环节时， a0+a1+a2 ＝0。
第六章 可编程控制器的基本指令 1、西门子S7-200系列和三菱FX2N系列PLC
返回
PLC的编程语言
IEC1131-3是国际电工委员会制订的可编程控制器的 编程语言标准。 共规定了五种编程语言。
1、梯形图（Ladder diagram） 2、功能块图（Function block diagram） 3、指令表（Instruction list）
4、结构文本（structured text） 5、顺序功能图（Sequential function chart）
FX的扩展
1、2 ：扩展单元和扩展模块 3、4：模拟量、定位控制、高速计数器等 5：特殊串行通信适配器
S7-200的网络应用（PPI）
PPI：点对点通信。只有图中的PC机 才能发出通信请求。 这种方式可实现程序的下载和上传， 利用PC对多台PLC进行编程和调试。
S7-200的网络应用（MPI）
CPU 226 24 16
DC/DC/DC AC/DC/继电器
0 256 0 2 256 0 7 256 0 7 256 0 7 256 064
FX常用指标
继电器输出 FX2N-16MR-001 FX2N-32MR-001 FX2N-48MR-001 FX2N-64MR-001 FX2N-80MR-001
EM223 4DI 4DO
EM221 8DI
EM235 4AI 1AQ
EM222 8DO
EM235 4AI 1AQ
I0.0 Q0.0 I2.0 Q2.0 I3.0 I0.7 Q0.7 I2.3 Q2.3 I3.7 I1.0 Q1.0 I2.4 Q2.4 I1.5 Q1.1 I2.7 Q2.7 I1.6 Q1.2 I1.7 Q1.7
每个定时器设一个字单元存储设定值,一个字单元计数脉
冲数，另一个位单元是状态标志，定时到，该位被置成1
PLC的编程语言
IEC1131-3是国际电工委员会制订的可编程控制器的 编程语言标准。 共规定了五种编程语言。
1、梯形图（Ladder diagram） 2、功能块图（Function block diagram） 3、指令表（Instruction list）
4、结构文本（structured text） 5、顺序功能图（Sequential function chart）
FX的扩展
1、2 ：扩展单元和扩展模块 3、4：模拟量、定位控制、高速计数器等 5：特殊串行通信适配器
S7-200的网络应用（PPI）
PPI：点对点通信。只有图中的PC机 才能发出通信请求。 这种方式可实现程序的下载和上传， 利用PC对多台PLC进行编程和调试。
S7-200的网络应用（MPI）
CPU 226 24 16
DC/DC/DC AC/DC/继电器
0 256 0 2 256 0 7 256 0 7 256 0 7 256 064
FX常用指标
继电器输出 FX2N-16MR-001 FX2N-32MR-001 FX2N-48MR-001 FX2N-64MR-001 FX2N-80MR-001
EM223 4DI 4DO
EM221 8DI
EM235 4AI 1AQ
EM222 8DO
EM235 4AI 1AQ
I0.0 Q0.0 I2.0 Q2.0 I3.0 I0.7 Q0.7 I2.3 Q2.3 I3.7 I1.0 Q1.0 I2.4 Q2.4 I1.5 Q1.1 I2.7 Q2.7 I1.6 Q1.2 I1.7 Q1.7
每个定时器设一个字单元存储设定值,一个字单元计数脉
冲数，另一个位单元是状态标志，定时到，该位被置成1
第六章 电动汽车整车控制器课件
6
6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
? 础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor，原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ?拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息； ? 12. 硬件故障自诊断与处理； ? 13. 硬件失效控制； ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； ? 15. 将有关信息送至仪表板； ? 16. CAN 通讯方式； ? 17. 监测和标定； ? 18. 与故障诊断仪的通信；
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
7
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
6.3整车控制器单片机系统
Байду номын сангаас? 为了实现 CAN 总线通讯和为 HCU 系统留足够的富裕扩展能力，在 原有工作基
? 础上，重新对目前在汽车电子产品上的 ECU 进行了评估。 ? 目前，世界汽车电子产品用的主流单片机有 Motorola 系列、
siemens 系列、Philips ? 系列，其中美国产品大多采用了 Motorola 系列单片机。 ? 飞思卡尔? 半导体(Freescale? Semiconductor，原摩托罗拉半导体
和 CAN 通讯发生某种故障时采取应急处 ?理的需求。开关量输出基本上都采用 OC 门
电路，具备线控功能，并且都设置了自 ?拉高电路，以实现硬件电路的自诊断。拉高电
压可以是 12V 电源电压，也可以是标 ?准的 5V 拉高电压。拉高过程都具有很好的抗
干扰度，满足常规的 EMC 测试。
11
6.4 主要模块电路
息； ? 12. 硬件故障自诊断与处理； ? 13. 硬件失效控制； ? 14. 开机和停机过程控制、干扰和复位处理； ? 15. 将有关信息送至仪表板； ? 16. CAN 通讯方式； ? 17. 监测和标定； ? 18. 与故障诊断仪的通信；
5
6.2 整车控制器硬件开发技术要点
? 了实现上述整车控制器 HCU 的功能，必须依赖系统硬件的设计。因此 ，HCU
7
实例：Freescale16 位单片机 MC9S12DP512原理图
8
6.4 主要模块电路
?[1输]入信号处理 ?输入信号可分为两种类型：数字信号（包
括开关信号和脉冲信号）和模拟信号 ?CPU 的输入输出图
9
6.4 主要模块电路
? 所有开关输入信号都必须经调理电路处理，以保证 CPU 的安 全。调理电路的
自动控制原理第6章
二、带宽的确定
Mr
( j 0) 0.707Φ( j 0)
( j )
b的选择要兼顾跟 踪输入信号的能力 和抗干扰的能力。 若输入信号的带宽 为 0～ M，扰动信 号带宽为 1～ 2， 则b＝(5~10) M， 且使 1～ 2 置于b 之外。
0
r b
输入信号
R( jw)
结束
6-2 PID控制器及其控制规律
• 注明：讲课顺序调整，本节内容在教材 P246～ P248和P254～P257
比例－积分－微分（PID）控制器 是串联校正 中常用的有源校正装置。 PID （Proportional Integral Derivative）是实 际工业控制过程中应用最广泛、最成功的一种控 制规律。 PID ：对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运 算变换后形成的一种控制规律。
系统的闭环零点改变 系统的闭环极点未改变 增加系统抑制干扰的能力 稳定性未受影响
u0
+
ug
+
△u 电压
+
u1 功率
+
+ ua
R
n
SM 负 载
放大
放大
电压 放大
i
+
un
TG
图1-8 电动机速度复合控制系统
说明：
串联校正和反馈校正都属于主反馈回路之内的校
正。 前馈补偿和扰动补偿则属于主反馈回路之外的校 正。 对系统校正可采取以上几种方式中任何一种，也 可采用某几种方式的组合。
给定 元件
比较 元件
-
串联 校正元件
-
放大 元件
执行 元件
第六章 中央控制器(6-7,8,9)
【例】一个典型例子是流水线处理机（TI ASC）处理机中采用
的运算流水线，它有8个功能段，按不同的连接可以实现浮点加 减运算和定点乘法运算。如下图所示：
计算机学院
6.7 流水线工作原理
1 输 入 1 输 入 1 输 入
2
求 阶 差 对 相 阶 加
2
求 阶 差 对 相 规格化 阶 加
2
3
3
3
4
4
计算机学院
6.7 流水线工作原理
（3）处理机间的流水线：又称宏流水线
处理机间流水线又称为宏流水线，是指程序步骤的并行。它是由
两个或者两个以上的处理机串行连接起来，对同一数据流进行处 理，每个处理机完成整个任务中的一部分。
它由一串级联的处理机构成流水线的各个过程段，每台处理机负
责某一特定的任务，数据流从第一台处理机输入，经处理后被送 入与第二台处理机相联的缓冲存储器中；第二台处理机从该存储 器中取出数据进行处理，然后传送给第三台处理机；如此串联下 去。 如下图所示：
，不论有多少级过程段，每隔一个时钟周期都能输出一个任务， 从理论上说，一个具有k级过程段的流水线处理n个任务需要的时 钟周期数为：Tk＝k＋(n－1)
计算机学院
6.7 流水线工作原理
其中k个时钟周期用于处理第一个任务，k个周期后，流水线被装
满，剩余的n－1个任务只需n－1个周期就完成了。如果用非流 水线处理器来处理这n个任务，则所需时钟周期数为: TL＝n·k
我们将TL和Tk的比率定义为k级线性流水处理器的加速比：
Ck = TL/ Tk
当n>＞k时，Ck →k，这就是说，理论上k级线性流水线处理器几
乎可以提高k倍速度。但实际上由于存储器冲突、数据相关、程 序分支和中断，这个理想的加速比一般达不到。
的运算流水线，它有8个功能段，按不同的连接可以实现浮点加 减运算和定点乘法运算。如下图所示：
计算机学院
6.7 流水线工作原理
1 输 入 1 输 入 1 输 入
2
求 阶 差 对 相 阶 加
2
求 阶 差 对 相 规格化 阶 加
2
3
3
3
4
4
计算机学院
6.7 流水线工作原理
（3）处理机间的流水线：又称宏流水线
处理机间流水线又称为宏流水线，是指程序步骤的并行。它是由
两个或者两个以上的处理机串行连接起来，对同一数据流进行处 理，每个处理机完成整个任务中的一部分。
它由一串级联的处理机构成流水线的各个过程段，每台处理机负
责某一特定的任务，数据流从第一台处理机输入，经处理后被送 入与第二台处理机相联的缓冲存储器中；第二台处理机从该存储 器中取出数据进行处理，然后传送给第三台处理机；如此串联下 去。 如下图所示：
，不论有多少级过程段，每隔一个时钟周期都能输出一个任务， 从理论上说，一个具有k级过程段的流水线处理n个任务需要的时 钟周期数为：Tk＝k＋(n－1)
计算机学院
6.7 流水线工作原理
其中k个时钟周期用于处理第一个任务，k个周期后，流水线被装
满，剩余的n－1个任务只需n－1个周期就完成了。如果用非流 水线处理器来处理这n个任务，则所需时钟周期数为: TL＝n·k
我们将TL和Tk的比率定义为k级线性流水处理器的加速比：
Ck = TL/ Tk
当n>＞k时，Ck →k，这就是说，理论上k级线性流水线处理器几
乎可以提高k倍速度。但实际上由于存储器冲突、数据相关、程 序分支和中断，这个理想的加速比一般达不到。
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比如：想用一个对象的参数来控制另外一个或几个对
象的参数，就要用到“关联参数”技术。
关联参数可以将参数从场景中的一个对象链接到另一
个对象上。调整一个参数就会自动引起另一个参数发 生改变，并可以通过一些公式设置，实现复杂的动画 效果。
案例：齿轮转动
步骤1：创建齿轮模型
关联参数的一个重要内容，就是两个参数之间的函数
五、课后思考题
修改控制器类型的主要方法有哪些? 什么是动画控制器？ 列表控制器的工作原理是什么？ 参数关联的使用方法是什么？
会形成列表控制器，同时对物体进行控制。
三、常用动画控制器
位置XYZ控制器 噪波控制器（Noise） 音频控制器 列表控制器
3.1 位置XYZ控制器
通过XYZ三个轴向来控
制物体，是位移旋转 的默认控制器。
3.2ห้องสมุดไป่ตู้噪波控制器
随机变化物体大小、位置、旋转、缩放、
材质等项目。例如：可以用“噪波控制器” 来控制物体的位置。
数关系是1:1。 关联参数在实际操作时要先找准要关联的参数，再进 行连接，否则会出错。 本例是用“红色齿轮”的“Z轴旋转”来控制“蓝色 齿轮”的“Z轴旋转”。
大小不一的齿轮运动
这里要实现不同齿数齿轮间的互动关联；同时，小齿轮
咽大齿轮的圆周咬合旋转。 1.创建两个大小不同的齿轮：大齿轮齿数100，小齿轮22。 2.进行关联。这时就要注意其关联表达式的写法。 （如后图）
关系。因此要清楚齿轮之间的互动关系，一个重要的 指标就是齿轮的齿数。 1.首先，创建一个星形。调整参数。 2.添加一个“可编辑样条线”修改器。 选中所有的点，转换为“角点”。 3.添加一个“倒角剖面”修改器。 4.将这个完成的齿轮复制一个。 （见后图）
步骤2：两轮互动
制作两轮之间的带动关系，需要用到“关联参数”。 刚刚两个齿轮的复制来的，它们的齿数相同，所以函
主讲：吴静
一、控制器的概念
控制器的官方解释是：“3ds max中的控制器是一个
插件，用来管理关键帧动画中涉及的值。” 控制器实际就是用来控制物体运动规律的功能模块， 能够决定各项动画参数在各动画帧中的数值，以及整 个动画过程中这些参数的变化规律。 常用控制器有：位置XYZ控制器、Noise控制器、音频 控制器、限制控制器、列表控制器等。
2.2 在曲线编辑器中指定
进入曲线编辑器后，选择物体需要控制的曲线项目，
单击右键弹出的快捷菜单中选择“指定控制器”命令。
曲线编辑器指定方法比在运动面板中指定的项目更多
一些，有些动画编辑器只能在曲线编辑器中指定。
2.3 在动画菜单中指定控制器
在动画菜单下有变换，位置，旋转，缩放控制器命令。 通过菜单指定的控制器不会取代以前的控制器，它们
主要参数：
1.种子（seed）：种子随机数，噪波的随机因素。 2.频率（Frequency）：噪波浮动的快慢节奏。 3.X/Y/Z强度：三个轴向噪波浮动大小。 4.分形噪波（Fractal Noise）：噪波分型开关，分型 后噪波更粗糙。 5.粗糙度（Roughness）：噪波的粗糙度。 6.渐入/渐出（Ramp in/out）：渐变进入或渐变退出的 时间帧数。
案例：随机转动的色环
噪波控制器的应用。
3.3 音频控制器
通过声音控制物体的动画项目。 案例：声音控制小球半径。 综合案例：低音喇叭。
3.4 列表控制器
同时使用多个控制器来控制同一物体。
四、关联参数
以上都是物体自身某个参数添加控制器，但实际制作
过程中，遇到的情况并非这样单一。
二、控制器的查看和指定
可以通过“运动面板”
来查看动画控制器的类 型。 指定控制器的方法： 1.通过“运动面板”。 2.通过“曲线编辑器”。 3.通过“动画”菜单。
2.1 在运动面板中指定控制器
选择物体，单击运动命令面板。选择需要更改或指定
动画控制器的项目，单击红框中的按钮，在弹出的对 话框中选择需要指定的控制器。 注意，在指定控制器时， 选择“设置默认值”按钮， 则会将替换现有的控制器。
象的参数，就要用到“关联参数”技术。
关联参数可以将参数从场景中的一个对象链接到另一
个对象上。调整一个参数就会自动引起另一个参数发 生改变，并可以通过一些公式设置，实现复杂的动画 效果。
案例：齿轮转动
步骤1：创建齿轮模型
关联参数的一个重要内容，就是两个参数之间的函数
五、课后思考题
修改控制器类型的主要方法有哪些? 什么是动画控制器？ 列表控制器的工作原理是什么？ 参数关联的使用方法是什么？
会形成列表控制器，同时对物体进行控制。
三、常用动画控制器
位置XYZ控制器 噪波控制器（Noise） 音频控制器 列表控制器
3.1 位置XYZ控制器
通过XYZ三个轴向来控
制物体，是位移旋转 的默认控制器。
3.2ห้องสมุดไป่ตู้噪波控制器
随机变化物体大小、位置、旋转、缩放、
材质等项目。例如：可以用“噪波控制器” 来控制物体的位置。
数关系是1:1。 关联参数在实际操作时要先找准要关联的参数，再进 行连接，否则会出错。 本例是用“红色齿轮”的“Z轴旋转”来控制“蓝色 齿轮”的“Z轴旋转”。
大小不一的齿轮运动
这里要实现不同齿数齿轮间的互动关联；同时，小齿轮
咽大齿轮的圆周咬合旋转。 1.创建两个大小不同的齿轮：大齿轮齿数100，小齿轮22。 2.进行关联。这时就要注意其关联表达式的写法。 （如后图）
关系。因此要清楚齿轮之间的互动关系，一个重要的 指标就是齿轮的齿数。 1.首先，创建一个星形。调整参数。 2.添加一个“可编辑样条线”修改器。 选中所有的点，转换为“角点”。 3.添加一个“倒角剖面”修改器。 4.将这个完成的齿轮复制一个。 （见后图）
步骤2：两轮互动
制作两轮之间的带动关系，需要用到“关联参数”。 刚刚两个齿轮的复制来的，它们的齿数相同，所以函
主讲：吴静
一、控制器的概念
控制器的官方解释是：“3ds max中的控制器是一个
插件，用来管理关键帧动画中涉及的值。” 控制器实际就是用来控制物体运动规律的功能模块， 能够决定各项动画参数在各动画帧中的数值，以及整 个动画过程中这些参数的变化规律。 常用控制器有：位置XYZ控制器、Noise控制器、音频 控制器、限制控制器、列表控制器等。
2.2 在曲线编辑器中指定
进入曲线编辑器后，选择物体需要控制的曲线项目，
单击右键弹出的快捷菜单中选择“指定控制器”命令。
曲线编辑器指定方法比在运动面板中指定的项目更多
一些，有些动画编辑器只能在曲线编辑器中指定。
2.3 在动画菜单中指定控制器
在动画菜单下有变换，位置，旋转，缩放控制器命令。 通过菜单指定的控制器不会取代以前的控制器，它们
主要参数：
1.种子（seed）：种子随机数，噪波的随机因素。 2.频率（Frequency）：噪波浮动的快慢节奏。 3.X/Y/Z强度：三个轴向噪波浮动大小。 4.分形噪波（Fractal Noise）：噪波分型开关，分型 后噪波更粗糙。 5.粗糙度（Roughness）：噪波的粗糙度。 6.渐入/渐出（Ramp in/out）：渐变进入或渐变退出的 时间帧数。
案例：随机转动的色环
噪波控制器的应用。
3.3 音频控制器
通过声音控制物体的动画项目。 案例：声音控制小球半径。 综合案例：低音喇叭。
3.4 列表控制器
同时使用多个控制器来控制同一物体。
四、关联参数
以上都是物体自身某个参数添加控制器，但实际制作
过程中，遇到的情况并非这样单一。
二、控制器的查看和指定
可以通过“运动面板”
来查看动画控制器的类 型。 指定控制器的方法： 1.通过“运动面板”。 2.通过“曲线编辑器”。 3.通过“动画”菜单。
2.1 在运动面板中指定控制器
选择物体，单击运动命令面板。选择需要更改或指定
动画控制器的项目，单击红框中的按钮，在弹出的对 话框中选择需要指定的控制器。 注意，在指定控制器时， 选择“设置默认值”按钮， 则会将替换现有的控制器。