- •1 Техническое задание
- •1.1 Цель курсовой работы
- •1.2 Технические характеристики системы регулирования
- •1.3 Функциональная схема
- •2.1 Выбор микропроцессора
- •2.2 Выбор цап
- •2.3 Волновой насос
- •2.4 Усилитель напряжения
- •2.5 Датчик расхода
- •3 Расчет датчика обратной связи
- •4 Расчёт устойчивости системы
- •4.1 Расчёт устойчивости непрерывной системы
- •4.4 Расчёт устойчивости дискретной системы
- •5 Построение характеристик дискретной системы и их анализ
- •5.1 Построение переходного процесса дискретной системы
- •5.2 Построение лачх и лфчх дискретной системы
- •6.1 Построение желаемой лачх и лфчх дискретной системы
- •6.2 Построение лачх корректирующего устройства
- •7 Синтез корректирующего устройства
- •7.1 Синтез последовательного корректирующего устройства
- •7.2 Построение переходного процесса скорректированной системы
- •7.3 Синтез программного корректирующего устройства
- •7.4 Выбор корректирующего устройства
2.1 Выбор микропроцессора
Центральным узлом системы является микроконтроллер, который управляет всеми функциональными частями блока, а также выполняет функции предварительной обработки сигнала. Выбор его должен осуществляться исходя из требований к точности представления и обработки сигнала, а также требований к наличию в его составе некоторых дополнительных возможностей.
Для целей управления микроконтроллеры AVR делает привлекательным их хорошо-развитая периферия, которая включает в себя: таймеры-счётчики, широтно-импульсные модуляторы, поддержку внешних прерываний, аналоговые компараторы, встроенный АЦП, параллельные порты ввода и вывода, интерфейсы, сторожевой таймер и устройство сброса по включению питания.
Все эти качества превращают AVR-микроконтроллеры в мощный инструмент для построения современных, высокопроизводительных и экономичных контроллеров различного назначения.
Для выбора конкретного микроконтроллера из всего модельного ряда AVR проанализируем техническое задание и структурную схему. Микроконтроллер должен содержать: аналогово-цифровой преобразователь (АЦП); таймер/счетчик, и иметь достаточное количество портов ввода вывода.
Встроенные АЦП появились только в микроконтроллерах AT90S8534 и AT90S8535, семейства classic AVR, следовательно, младшие микроконтроллеры не пригодны для использования в данном проекте.
Все вышесказанное заставляет нас обратиться к семейству mega AVR, где самым подходящим (т.е. обладающий всеми перечисленными свойствами) является микроконтроллер ATmega 128.
Отличительные особенности периферийных устройств:
-
два 8-разр. таймера-счетчика с раздельными предделителями и режимами сравнения;
-
два расширенных 16-разр. таймера-счетчика с отдельными предделителями, режимами сравнения и режимами захвата;
-
счетчик реального времени с отдельным генератором;
-
два 8-разр. каналов ШИМ;
-
6 каналов ШИМ с программируемым разрешением от 2 до 16 разрядов;
-
модулятор выходов сравнения;
-
8 мультиплексированных каналов 10-разрядного аналогово-цифрового преобразования;
-
двухпроводной последовательный интерфейс, ориентированный на передачу данных в байтном формате;
-
программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором
-
встроенный аналоговый компаратор.
Ввод-вывод и корпуса:
-
53 -программируемые линии ввода-вывода;
-
64-выв. корпус TQFP.
Рабочие напряжения:
-
4.5 - 5.5В.
Градации по быстродействию:
- 0 - 16 МГц.
Передаточную функцию МП принимаем равной единице:
WМП(p)=1 (2.1)
Поскольку мы используем встроенный в микроконтроллер АЦП, также учтем его передаточный коэффициент. Для этого рассмотрим его характеристики:
10-разрядное разрешение;
интегральная нелинейность, мл. разр. 0.5;
абсолютная погрешность, мл. разр. ±2;
время преобразования, мкс. 65 - 260;
частота преобразования при максимальном разрешении, с-1 до 15 тыс.;
диапазон входного напряжения АЦП, В 0... VCC.
Из данных параметров нас интересует диапазон входного напряжения и разрядность. Питание микроконтроллера будет осуществляться источником напряжения на 5В. Значит, диапазон входного напряжения равен 0-5В.
Поскольку АЦП 10-и разрядный, значит, при 5 вольтах на входе будем иметь на выходе код 210=1024. Таким образом, получим коэффициент передачи АЦП:
kацп=1024/5=204.8.
Получим передаточную функцию АЦП:
WАЦП(p)=204.8. (2.2)