Проектирование основного управляющего цикла
При проектировании управляющего цикла в основу была заложена следующая идеология: сформировать систему, объединяющую математическое моделирование САУ ДПТ в LabVIEWи систему управления в режиме реального времени. Структура, реализованной системы представлена на рисунке 3.15.
В качестве математической модели ДПТ использована структурная схема, приведенная на рисунке 3.3. В качестве регулятора может быть использован регулятор любой сложности, как стандартный (библиотека PID), так и произвольный (спроектированный в виде структурной схемы).
Рисунок 3.15 – Структура реализованной системы.
Спроектированная система дает возможность работы в двух режимах:
Моделирование
В данном режиме работает только первый контур, обозначенный на рисунке 3.15 «LabView» . При этом происходит настройка регулятора в соответствие с требуемыми показателями качества.
Моделирование и управление ДПТ
В данном режиме работают оба контура, обозначенные на рисунке 3.15 «LabView» и «NIELVIS», и тестирование системы в режиме реального времени. При этом переходные процессы, полученные экспериментальным путем и путем математического моделирования, выводятся в одно графическое поле, что дает возможность наглядно оценить качество управления.
Также реализована индикация (оценка) скорости вращения. Она реализована в части программы показанной на рисунке 3.16.
Рисунок 3.16 - Часть программы, отвечающая за оценку скорости вращения.
Если скорость вращения вала меньше 150 об/мин - загорается желтый светодиод (рисунок 3.17. а), если же скорость находится в пределах от 150 до 170 об/мин, то загорается зеленый светодиод (рисунок 3.17. б), и, наконец, если скорость превышает 170 об/мин - загорается красный светодиод (рисунок 3.17. в). Одновременно с индикацией на стенде, реализована визуализация на лицевой панели приложения с использованием виртуальныхLED-элементов.
|
|
|
|
|
а |
б |
в |
Рисунки 3.17 - Оценка скорости вращения.
Лицевая панель основного программного приложения Control_DCM.viв составе ПО исследовательского стенда представлены на рисунке 3.18, а блок-диаграмма – в Приложении 3.
Рисунок 3.18 – Лицевая панель основного программного приложения Control_DCM.vi
К дополнительным функциям разработанного программного обеспечения исследовательского стенда относятся:
Отображение таблицы численных значений сигналов:
скорость ДПТ, полученная экспериментально;
скорость ДПТ, полученная расчетным путем по математической модели
напряжение питания ДПТ.
Запись таблицы численных значений (протоколирование);
Архивация графиков переходных процессов скорости ДПТ и напряжения питания ДПТ.
Следует отметить некоторые особенности разработанного программного обеспечения, а именно:
Во-первых, разработанная система является расширяемой за счет возможностей пакета математического моделирования NILabviewи простоты использования графического языка программированияG– существует возможность добавлять необходимые функции анализа переходных процессов. Так, например, могут быть введены модули автоматического расчета показателей качества переходных процессов, проверки допустимости уровня напряжения и т.д.
Во-вторых, в качестве основного регулятора могут использоваться любые структуры, как например, модальный регулятор, системы подчиненного регулирования с различными настройками и т.д. Таким образом, разработанное программное обеспечение позволяет реализовать полноценный исследовательский функционал.
Разработанное программного приложение, входящее в состав ПО исследовательского стенда с двигателем постоянного тока, отлажено и подготовлено для регистрации в качестве программы для ЭВМ с получением соответствующего свидетельства о государственной регистрации.