- •Минобрнауки россии
- •Задание на магистерскую диссертацию
- •Реферат
- •Аннотация выпускной квалификационной работы
- •Характеристика вкр
- •Summary
- •Сожержание
- •Определения, обозначенияисокращения
- •Введение
- •1 Разработка концепции и аппаратная реализация проектируемого стенда
- •1.1 Обзор существующих решений
- •Лабораторный стенд «Система автоматического регулирования электродвигателей постоянного и переменного тока»
- •1.1.2. Лабораторный стенд «Исполнительный двигатель постоянного тока»
- •1.1.3. Лабораторный стенд «Исполнительный бесколлекторный двигатель постоянного тока ибдпт1-н-к»
- •1.1.4. Лабораторный стенд «Исследование двигателя и генератора постоянного тока»
- •1.1.5 Тренажер управления двигателем постоянного токаQnet dcmct
- •1.1.6 Обобщение и выбор прототипа
- •1.2 Концепция аппаратной реализации стенда и его функциональное назначение
- •1.3 Аппаратная реализация
- •1.3.1 Выбор элементной базы
- •1.3.2 Лабораторная платформа nielvisii
- •Настольная рабочая станция элвис II
- •1.3.3 Требуемое программное обеспечение Программное обеспечение ni LabView
- •Программное обеспечение ni elviSmx
- •Daq Assistant
- •Control Design Module
- •SimulationModule
- •2. Построение математической модели двигателя постоянного тока и системы тестирования
- •2.1 Математическая модель дпт
- •2.2 Расчет параметров дпт
- •2.3 Разработка системы автоматического управления
- •2.4 Разработка системы тестирования
- •2.4.1 Формирование модуля шим Общие сведения о шим
- •Цифровой синтез сигналов в системе LabView
- •Синтез сигналов с широтно-импульсной модуляцией
- •2.4.2 Формирование канала управления с помощью daqAssistant
- •Взаимодействие компьютера с устройствами сбора данных
- •Создание типового daq приложения
- •3. Программное и методическое обеспечение исследовательского стенда с дпт
- •3.1Программная реализация математической модели дпт в LabView
- •3.1.1. Формирование модели дпт с помощью цикла For
- •3.1.2. Задание модели дпт с использование передаточной функции
- •3.1.3. Реализация модели посредством структурной схемы
- •3.2. Разработка вариантов реализации измерительного канала
- •3.2.1 Внешний энкодер (тахометр)
- •3.2.2. Встроенный энкодер
- •Проектирование основного управляющего цикла
- •3. 4 Методика работы с исследовательским стендом
- •4 Понятие об электробезопасности
- •4.1 Общие понятия
- •4.2 Сети напряжением до 1кВ
- •4.3 Безопасность ni elvis II
- •4.4 Электромагнитная совместимость
- •4.5 Предохранители защитной платы
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение 1
- •Приложение 3
Приложение 1
СХЕМА DCMCT- СИСТЕМЫ
Схема DCMCT-системы, с которой взаимодействует DAQ-устройство, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема DCMCT-системы.
DAQ System - система сбора данных (DAQ-система), Command - управляющее воздействие, Current - ток, Encoder - датчик угла поворота (энкодер), Tachometer - тахометр, PowerAmplifier - усилитель мощности, CurrentSense - датчик тока, Motor+Encoder - Двигатель + Энкодер
ОПИСАНИЕ КОМПОНЕНТОВ
Двигатель постоянного тока
Двигатель постоянного тока с напряжением питания 12 В имеет 5 сегментов коллектора, 64 витка на полюс и защитное кольцо. Сухое трение соответствует напряжению от 0.5 до 1.5 В.
Усилитель мощности с широтно-импульсной модуляцией
Усилитель мощности ШИМ сигнала предназначен для управления двигателем. На вход усилителя подается сигнал с цифроаналогового преобразователя – канал аналогового вывода AO #0 DAQ-устройства. Максимальное напряжение на выходе усилителя 24 В, пиковый ток нагрузки составляет 5 А, максимальный ток нагрузки в непрерывном режиме составляет 4 А. Коэффициент передачи усилителя по напряжению равен 2.3 В/В.
Аналоговый измеритель тока: резистивный датчик тока
Последовательно с выходом ШИМ усилителя включен нагрузочный резистор 0.1 Ом. Сигнал усиливается внутри усилителя, что дает чувствительность 1.0 В/А. Полученный измеряемый сигнал силы тока подается на вход аналого-цифрового преобразователя – канал аналогового ввода AI #0 DAQ-устройства. Такой измеритель тока может быть использован для контроля тока, протекающего через двигатель.
Цифровой измеритель положения: оптический датчик угла поворота
Цифровое измерение угла поворота осуществляется с помощью квадратурного оптического энкодера высокого разрешения, который смонтирован непосредственно на задней части двигателя. Сигнал с энкодера поступает на канал цифрового ввода DI #0 DAQ-устройства.
Аналоговый измеритель скорости: тахометр
Аналоговый сигнал, пропорциональный скорости вращения двигателя, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя – канал аналогового ввода AI #4 DAQ-устройства. Он формируется из сигнала энкодера на плате QNET DCMCT.
Предохранитель
Усилитель мощности модуля QNET снабжен предохранителем 250 В, 3 А.
Источник питания QNET-системы
Модуль DCMCT имеет разъем для питания встроенного усилителя ШИМ сигнала (напряжения постоянного тока 24 В). Когда на усилитель подано питание, индикатор +B на плате QNET-модуля светится ярко зеленым цветом.
Характеристики модуля
Характеристики DCMCT-системы приведены в таблице 1.
Таблица 1.2 - Характеристики DCMCT-системы и усилителя мощности ШИМ сигнала
Таблица 1: Характеристики DCMCT-системы

Характеристики датчиков DCMCT системы приведены в таблице 2.
Таблица 2: Характеристики датчиков DCMCT-системы

Условия эксплуатации DCMCT-системы приведены в таблице 3.
Таблица 3: Условия эксплуатации DCMCT-системы

Приложение 2
Технические характеристики лабораторной станции
Лабораторная станция имеет следующие характеристики:
– Аналоговые входы, каналов 8 диф/16 общ., АЦП 16 бит, частота дискретизации 1,25 МГц, кол-во входных диапазонов 7, аналоговый запуск;
– Каналы осциллографа – 2, скорость оцифровки 100 MS/s, память 16384 точек на канал;
– Аналоговые выходы, каналов 2, ЦАП 16 бит, частота дискретизации 2МГц;
– Цифровые входы-выходы, каналов 24;
– Пользовательские таймеры-счетчики, каналов 2, разрядность 32 бита;
– Изолированныймультиметр, измерение: AC/DC ток, напряжение, сопротивление, диод, емкость, индуктивность; точность 5,5 знаков. Входной диапазон 60В, 3А;
– Функциональный генератор, каналов 1, формы сигналов – синус, треугольный, прямоугольный;
– Регулируемые источники питания, каналов 2, диапазон +-12В [2].
