7 Рачет корректирующего устройства. Использование дискретного 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:

Проведем z – преобразование, умножим и числитель, и знаменатель на z^-1 и получим передаточную функцию корректирующего устройства, которая примет вид:

Делаем сдвиг на z^-1:

Запишем разностное уравнение в масштабе реального времени:

Для составления программы, выражение представим в виде:

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 -80; постоянные

A2 EQU 80; коэффициенты

B1 EQU 1; разностного

B2 EQU 1; уравнения

X0, X1 DB 0; выделение памяти под

;переменные X(k), X(k-1)

Y0; выделение памяти под

;переменную Y(k)

;т. о. вычисляем значение

;выражения

Y(K) = A1*X1+ A2*X2 +B1*Y1

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

; в регистре b1 имеем результат вычисления всего выражения

mov Y1, b1; сохранение значений для 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 13:

НАЧАЛО

Чтение входного сигнала и помещение его в

Вывод управляющего сигнала

КОНЕЦ

Рисунок 13 – Блок-схема алгоритма коррекции

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе была спроектирована и разработана система автоматического управления пожаротушением. Система является перспективной и может работать при любых факторах.

В ходе предметного поиска были выбраны необходимые элементы системы (контроллер, датчик-преобразователь, клапаны, сплинкеры, датчик расхода воды), рассчитаны их математические модели.

Производилась проверка системы на устойчивость, причем как ее непрерывной части, так и всей ЛСАУ в целом. Проверка непрерывной части проводилась по критерию устойчивости Гурвица, причем были определены прямые и косвенные показатели качества по переходному процессу и АЧХ соответственно, при этом была доказана ее работоспособность. Для оценки импульсной системы проводились z – преобразования и – преобразования, после чего была посчитана устойчивость ЛСАУ по критерию Шур – Кона, а характеристики качества были проверены по импульсной переходной функции и ЛАЧХ. В процессе чего было установлено, что система устойчива и имеет невысокие запасы устойчивости по амплитуде и нуждается в целенаправленной коррекции. В качестве последней была выбрана современная и недорогая в реализации программная коррекция, которая представляет собой загрузку в программируемый блок контроллера специально для этого написанной программы на языке «машинных кодов» Ассемблере.

Таким образом, разработанная ЛСАУ поворотом пожаротушения является работоспособной, при этом рассчитанные показатели удовлетворяют техническому заданию на разработку.