Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.02.2014
Размер:
357.38 Кб
Скачать

Балаковский институт техники, технологии и управления

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Курсовой проект

по дисциплине

Локальные системы управления

на тему

САУ привода CD-дисков

Выполнил ст. гр. УИТ-51

Иванов Д. Ю.

Принял

Скоробогатова Т. Н. __________

«____» _____________2005г.

2005

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 5

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И РАСЧЕТ

ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 7

2.1 Микропроцессор 7

2.2 Двигатель постоянного тока 8

2.3 Датчик частоты 8

2.4 Усилитель 9

3 ДЕЛЕНИЕ ЛСУ НА ИЗМЕНЯЕМУЮ И НЕИЗМЕНЯЕМУЮ ЧАСТИ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ 10

4 ПОСТРОЕНИЕ ЛОГАРИФМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

И ИХ АНАЛИЗ 12

4.1 Построение ЛАЧX 12

4.2 Построение ЖЛАЧХ методом Солодовникова 13

5 СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА 18

5.1 Синтез непрерывных корректирующих звеньев 18

5.2 Синтез дискретного корректирующего звена 20

5.3 Выбор корректирующего звена 25

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 27

ВВЕДЕНИЕ

Задачи по управлению тем или иным явлением или процессом, возникающие в повседневной практической деятельности человека обширны и многообразны.

Управление можно определить как совокупность действий, обеспечивающих проведение любого процесса в целях достижения определенных результатов.

Все процессы в управлении носят общие закономерности, не зависящие от конкретных целей и объектов управления. Элементы АСУ связаны друг с другом посредством передаваемых сигналов. Состояние объекта в каждый момент времени характеризуется его выходными параметрами. Управлять объектом – значит управлять его выходными параметрами. Характер преобразования сигналов в объекте и сами эти сигналы предопределены назначением объекта в технологическом процессе и не могут быть изменены. Это следует учитывать при проектировании АСУ, хотя для рассмотрения ее свойств и качества природа сигналов не принципиальна.

Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, происходящие в обслуживаемых объектах, или же сами определяют в зависимости от ряда условий нужный или оптимальный закон управления объектом.

Целью данной курсовой работы является проектирование САУ привода CD-дисков.

В настоящее время существует очень широкий ассортимент приводов дисков, представленных большим количеством различных фирм на мировом рынке. В свою очередь, в зависимости от типа диска, приводы делят на DVD-, CD-ROM и др. С развитием технологий приводы дисков приобрели новые функциональные возможности, такие как запись и перезапись дисков, так же многие диски имеют разные скорости считывания информации. В связи со всеми этими функциями, для разных режимов работы привода, требуется различная скорость считывания информации с диска или записи на него, зависящая от частоты вращения раскручивающего элемента, должна определяться исходя из условия обеспечения оптимальной величины подачи на элемент, которая зависит от требуемой скорости работы диска.

Таким образом, требуется спроектировать САУ привода CD-дисков, которая будет изменять частоту вращения компакт диска в зависимости от требуемой скорости считывания информации с него.

УИТС.421243.011 ПЗ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Спроектировать САУ привода CD-дисков:

Скорость вращения υвр = 700 – 3000 об/мин

Диаметр раскручивающего элемента D = 10 мм

Мощность двигателя Pтр = 15 Вт

Перерегулирование σ < 30 %

Время регулирования tp = 0.04 c

∆U1

МП

У

ИМ

ЭД

ω

ДЧ

Рисунок 1 - Структурная схема САУ

МП – микропроцессор;

У – усилитель;

ЭД – электродвигатель;

ИМ – (рабочий орган);

ДЧ – датчик частоты.

Рассмотрим структурную схему САУ на рисунке 1, она представляет собой систему с одним замкнутым контуром и служит для определения скорости вращения диска. Датчик частоты регулирует скорость вращения и включен в обратную связь, составляя замкнутый контур. Задающий сигнал для регулирования скорости поступает с микроЭВМ. Так как наш двигатель управляется током, то с микроЭВМ поступает сигнал на усилитель, который усиливает сигнал и поступает на электродвигатель, который управляет исполнительным механизмом (элемент вращения диска). Соединение между электродвигателем и исполнительным механизмом происходит редуктор, но так как частота вращения двигателя соответствует нашим требованиям, то принимаем передаточное число редуктора равным 1. Поэтому мы его не учитываем в расчете.

Скорость вращения выводится с помощью специальной программы на экран пользователя, который решает, изменить скорость вращения диска или нет или нет.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В данном устройстве имеется некоторая особенность в определении элементной базы. Все элементы струйного принтера, кроме микроЭВМ, не являются унифицированными, т.е. элементы разрабатываются для конкретной модели с учетом необходимых передаточных функций, массогабаритов, надежности и т.д. Таким образом передаточные функции элементов не рассчитываем, а выбираем необходимые, под которые уже создается элементная база.

2.1 Микропроцессор (ЭВМ)

В данной системе управление осуществляется с помощью программного обеспечения привода (драйверов), которые обрабатываются микропроцессором. Поэтому микроЭВМ - один из важнейших элементов в работе привода. Для корректной работы системы не требуется высокопроизводительной ЭВМ. Она должна быть такая, чтобы ее ресурсов хватило для нормальной работы привода. То есть корректную работу может обеспечивать даже системы, основанные на микропроцессорах первых поколений (Intel 8086 и т.д.).

Приведем оптимальный диапазон конфигураций микроЭВМ, исходя из современных элементов:

Микропроцессор:

Intel Pentium III-IV HT

Тактовая частота, МГц 500-3000

Быстродействие, млн.операции в сек. 100-500

Напряжение питания, В 2.7

Ток питания, мА 10

Также для обеспечения правильной работы системы необходима версия драйверов для привода, которые отвечают за считывание информации с диска и правильное сопряжение привода с микропроцессором.

Передаточная функция микропроцессора является стандартной

Wмп =1 (1)

УИТС.421243.011 ПЗ