МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет автоматики и вычислительной техники
Кафедра автоматики и телемеханики
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Пояснительная записка
Курсовой проект по дисциплине
«Локальные системы управления»
ТПЖА 421443.006.000 ПЗ
Разработал студент гр. У-41 _________________ / Елсуков А.В./
(подпись)
Руководитель, к.т.н., доцент _________________ / Семеновых В.И./
(подпись)
Проект защищен с оценкой “_____________” “__”_______ 2002 г.
Члены комиссии _____________________ /_________________/
(подпись)
_____________________ /_________________/
(подпись)
2002 Содержание
Содержание 2
Введение 3
1 Исследование статических и динамических характеристик в двухмассовой упругой ЭМС с ДПТНВ 4
1.1 Построение естественной и искусственных характеристик двигателя 4
1.2 Влияние изменения параметров на характеристики системы 7
1.3 Выводы по первой главе 11
2 Выбор закона регулирования. Определение оптимальных параметров настройки 12
3 Реализация микропроцессорной системы управления ДПТНВ 15
3.1 Разработка структурной схемы 15
3.2 Выбор элементной базы 16
3.3 Разработка принципиальной схемы 20
3.4 Алгоритм функционирования МПС 20
4 Проектирование модуля сопряжения с объектом 22
4.1 Разработка дискретного регулятора 22
4.2 Разработка структурной схемы модуля спряжения 23
4.3 Выбор элементной базы и разработка принципиальной схемы модуля сопряжения 24
4.5 Разработка принципиальной схемы модуля 29
Заключение 30
Библиографический список 31
Приложение А 32
Приложение Б 33
Приложение В 34
Введение
Появление и быстрое совершенствование микропроцессорных средств (МПС) привело к их широкому использованию в различных сферах деятельности. Функциональная гибкость, высокая надёжность, малые габариты и стоимость МПС обусловили целесообразность их применения в различной аппаратуре, в том числе в системах управления.
В связи с большими возможностями МПС по сравнению с аппаратными средствами аналоговой и цифровой техники, выполненными на основе использования схемы малой и средней интеграции, появилась перспектива построения схем, реализующих более сложные функции управления при более высокой степени надёжности.
Целью данного курсового проекта является проектирование микропроцессорной системы и регулятора, реализующего стабилизацию скорости двигателя постоянного тока согласно заданному закону регулирования. В данном курсовом проекте рассмотрены основные принципы расчета параметров регуляторов и обработка данных с помощью МПС.
1 Исследование статических и динамических характеристик в двухмассовой упругой эмс с дптнв
1.1 Построение естественной и искусственных характеристик двигателя
По заданию имеем двигатель П-21 номинальной мощностью 0,3 кВт. Ниже приведены характеристики этого двигателя:
n= 1000 об/мин;Iян = 2 А;rя = 16.6 Ом;rпар = 740 Ом;N= 3384; 2а = 2;
ωпар = 5300; Фп= 3.1 мВб;Iвн = 0,24 А;nmax=2000 об/мин;J= 0,042 кг·м2;
mдв= 38 кг.
Определим номинальные характеристики данного двигателя.
Номинальная угловая скорость:
.
Номинальный момент:
Конструктивный коэффициент:
Номинальный поток возбуждения:
Для того чтобы построить характеристики двигателя представим систему в графическом виде (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Схема ДПТНВ
Определим коэффициенты и постоянные, используемые в схеме.
Постоянная времени цепи возбуждения:
;
Гн,
где Кнас– коэффициент рассеивания, принимается равным 1,11,25 = 1.2.
Таким образом
Постоянная времени цепи якоря:
,
,
где - коэффициент, для компенсационных двигателей = 0,25.
Таким образом
Коэффициент намагничивания:
.
После расчета всех необходимых параметров приступим к моделированию с помощью программного пакета для моделирования SistemView.
Для построения искусственных характеристик будем изменять значения:
напряжения сети UC;
сопротивление якоря RЯ;
поток возбуждения Ф.
В таблице 1.1 приведены результаты моделирования при изменении напряжения сети.
Таблица 1.1 – Значение угловой скорости при изменении напряжения сети
|
Момент |
при UC = 220 B, с-1 |
при UC= 180B, с-1 |
при UC = 150 B, с-1 |
|
М = 0 (хх) |
124.94 |
102.23 |
85.19 |
|
М = МН |
109.61 |
86.89 |
69.85 |
На рисунке 1.2 показана зависимость угловой скорости от напряжения сети.
В таблице 1.2 приведены результаты моделирования при изменении сопротивления якоря.
Таблица 1.2 – Значение угловой скорости при изменении сопротивления якоря
|
Момент |
при rя= 16.6 Ом, с-1 |
при rя= 30 Ом, с-1 |
при rя=50 Ом, с-1 |
|
М = 0 (хх) |
124.94 |
124.87 |
124.84 |
|
М = МН |
109.61 |
97.19 |
78.74 |
На рисунке 1.3 показана зависимость угловой скорости от сопротивления якоря.
В таблице 1.3 приведены результаты моделирования при изменении потока возбуждения.
Таблица 1.3 – Значение угловой скорости при изменении потока возбуждения
|
Момент |
при Ф = 2,66 мВб, с-1 |
при Ф = 2 мВб, с-1 |
при Ф = 1 мВб, с-1 |
|
М = 0 (хх) |
124.94 |
164.99 |
329.58 |
|
М = МН |
109.61 |
138.24 |
222.84 |
На рисунке 1.4 показана зависимость угловой скорости от потока возбуждения.
Рисунок 1.2 – Зависимость угловой скорости от напряжения сети
Рисунок 1.3 – Зависимость угловой скорости от сопротивления якоря
Рисунок 1.4 – Зависимость угловой скорости от потока возбуждения