6 Рачет и выбор корректирующего устройства
Одним из методов коррекции стало применение программных корректирующих устройств на микропроцессорах (в данном случае используется программируемый блок управления шаговыми двигателями), применение которых позволяет варьировать параметры в широких пределах и быстро их изменять без внесения изменений в техническое исполнение системы.
Дискретная коррекция заключается в составлении программы коррекции на том языке, на котором работает микропроцессор («машинный» язык микропроцессора – Ассемблер, остальные языки программирования более понятны и удобны для человека, но не для процессора).
Для того чтобы составить программу коррекции необходимо получить характеристическое уравнение в реальном масштабе времени.
Произведем замены и выполним z– преобразование, согласно принятым допущениям:
(45)
(46)
(47)
Проведем z– преобразование, умножим и числитель, и знаменатель наz-1и получим передаточную функцию корректирующего устройства, которая примет вид:
(48)
Характеристическое уравнение:
(49)
Для составления программы, выражение представим в виде:
(50)
Микропроцессор выявляет отклонение полученного сигнала от желаемого, то есть необходимого в данный момент, и выдает команду на устранение этого отклонения.
Значения желаемого сигнала задаются в микропроцессоре в цифровом виде. Вычисления производятся в машинном коде.
;X – входной сигнал
;Y – выходной сигнал
i_port EQU 11h; номер порта для чтения
o_ port EQU 12h; номер порта для записи
A1 EQU -0,0048; постоянные
A2 EQU 0,0048; коэффициенты
B1 EQU 1; разностного
B2 EQU 1; уравнения
X0, X1 DB 0; выделение памяти под
;переменные X(k), X(k-1)
Y0, Y1 DB 0; выделение памяти под
;переменные Y(k), Y(k-1)
;т. о. вычисляем значение
;выражения
Y(K) = A1*X1+ A2*X2 +B1*Y1+ B2*Y2
start: ;метка начала цикла коррекции
in al, i_port; читаем из порта данные
mov X1, a1;
mul a1, A1; вычисление слагаемого A1*X1
mov b1, a1; сохранение результата в b1
; в результате имеем A1*X1 в регистре b1
mov a1, X2; вычисление
mul a1, A2; слагаемого A2*X2
add b1, al; и вычитание из предыдущего результата
; в результате имеем A1*X1+A2*X2 в регистре b1
mov a1, Y1; вычисление
mul a1, B1; слагаемого B1*Y1
add b1,a1; и вычитание из предыдущего результата
mov a1, Y2; вычисление
mul a1, B2; слагаемого B2*Y2
add b1, a1; и вычитание из предыдущего результата
; в регистре b1 имеем результат вычисления всего выражения
mov Y2,Y1; сохранение значений для
mov Y1, b1; следующего такта
mov X2,X1; сохранение значений для
mov X1, a1; следующего такта
out o_port, b1; вывод управляющего сигнала из b1
jmp start; зацикливание на начало программы
Блок схема алгоритма коррекции приведена на рисунке 12:
НАЧАЛО
Чтение
входного сигнала и помещение его в
Вывод
управляющего сигнала
КОНЕЦ
Рисунок 8 – Блок-схема алгоритма коррекции
Заключение
В ходе курсового проектирования разработана система управления рулевой колонкой автомобиля.
Система проверена на устойчивость и произведена ее коррекция последовательным корректирующим устройством для улучшения параметров работы системы.
В качестве корректирующего устройства может быть использована как электрическая цепь, так и управляющая программа на языке Assembler. Поскольку в системе автоматического управления ветроэнергетической установки имеется микропроцессор, то для наиболее полного использования его возможностей, корректирующее устройство можно реализовать в качестве рабочей программы.
Таким образом, в ходе разработки курсового проекта мы научились подбирать элементы системы, рассчитывать их передаточные функции, а также было изучен дискретный метод коррекции системы автоматического управления. Также мы применяли методы оценки качества систем автоматического управления и критерии устойчивости систем, полученные при изучении курса теория автоматического управления.
В итоге была получена дискретная система автоматического управления, удовлетворяющая требованиям, поставленным в техническом задании.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Агейкин Д.И.Датчики контроля и регулирования: Справочник / Д. И. Агейкин, Е. Н. Костина, Н. Н. Кузнецова. – М.: Машиностроение, 1965. – 98 с.
Бессекерский В. А., Попов Е. П., Теория систем автоматического регулирования / В. А. Бессекерский - М.: Наука, 1996. – 992 с.
Бобриков С. А., Тихончук С. Т., Кузнецов А. А., Проектирование цифровой следящей системы / С. А. Бобриков - Одесса: ОПУ, 1999. - 21 с.
Солодовников В. В., Плотников А. В., Основы теории и элементы САР / В. В. Солодовников - М: Машиностроение, 1985.
Топчеев Ю. И., Учебное пособие для вузов. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования / Ю. И. Топчеев - М.: Машиностроение, 1989. - 752 с.
Тюкин В. Н., Теория управления: Конспект лекций. Часть 1. Обыкновенные линейные системы управления / В. Н. Тюкин - Вологда: ВоГТУ, 2000. - 200 с.: ил.
Шаталов А. С., Теория автоматического управления. Учебное пособие для вузов / А. С Шаталов - М.: Высшая школа, 1977.
8. Юревич Е.И., Теория автоматического управления / Е. И. Юревич - М.: Энергия, 1969. – 640с.