7 Расчет корректирующего устройства

7.1 Расчет аналогового корректирующего устройства

Для коррекции в системе применяется аналоговое корректирующее устройство (КУ) последовательно-параллельного типа. КУ включается в главную обратную связь. По таблицам из атласа Топчеева, подберем корректирующее устройство по полученной ЛАЧХ.

Передаточная функция корректирующего устройства будет произведение двух функций:

, (55)

Рассчитаем корректирующее устройство:

Передаточная функция КУ1:

, (56)

, (57)

,

.

Из графика представленного на рисунке 12 видно, что:

,

.

Зададим значения R₁=1000 Ом, R₂=2000 Ом, тогда:

(Ф), (58)

(Ф), (59)

. (60)

(кОм). (61)

. (62)

Передаточная функция КУ2:

, (63)

, (64)

, (65)

. (66)

Из графика представленного на рисунке 12 видно, что:

,

.

Зададим значение R₄=100 Ом, тогда:

(Гн), (67)

(Ом), (68)

. (69)

На рисунке 13 представлена общая электрическая схема корректирующего устройства.

Общая передаточная функция КУ:

. (70)

Расположение аналогового корректирующего устройства системы показано на рисунке 14.

Рисунок 13 — Электрическая схема корректирующего устройства

Рисунок 14 — Схема включения корректирующего устройства в систему

Для улучшения параметров системы было рассчитано аналоговое параллельное корректирующее устройство. Включение такого корректирующего устройства возможно из-за небольшой его стоимости, но ввиду сложности электрической схемы корректирующего устройства лучше применять дискретное корректирующее устройство.

7.2 Расчет дискретного корректирующего устройства

Одним из методов коррекции стало применение программных корректирующих устройств на МП, применение которых позволяет варьировать параметры в широких пределах и быстро их изменять без изменения технического исполнения системы.

Дискретная коррекция заключается в составлении программы коррекции на том языке, на котором работает микропроцессор.

Для того, чтобы составить программу коррекции необходимо получить характеристическое уравнение в реальном масштабе времени.

_{Произведем замены и выполним} z – преобразование, согласно принятым допущениям , _.

. (71)

Введем замену:

.

Проведем z – преобразование и получим передаточную функцию корректирующего устройства, которая примет вид:

. (72)

Программа коррекции для микропроцессора, написанная на языке Assembler по составленному разностному уравнению в реальном масштабе времени.

Составим разностное уравнение в реальном масштабе времени, для чего введём замену.

Для числителя:

,

,

.

Для знаменателя:

,

,

,

.

Введя замену, получим результирующее разностное уравнение:

.

Перейдем к функциональному виду:

.

По данному уравнению реализуем программу коррекции.

Блок-схема алгоритма программы коррекции представлена на рисунке 15.

Рисунок 15 – Блок-схема алгоритма программы коррекции

Программа коррекции будет иметь вид:

i_port EQU 11h; номер порта для чтения;

o_port EQU 12h; номер порта для записи;

А0 EQU 8.6; запись в переменную A0 числа при X0;

A1 EQU 6; запись в переменную A1 числа при X1;

A2 EQU 1.5; запись в переменную A2 числа при X2;

B0 EQU 0.266; запись в переменную B0 числа при Y0;

B1 EQU 1.52; запись в переменную B1 числа при Y1;

B2 EQU 2.254; запись в переменную B2 числа при Y2;

B3 EQU 1; запись в переменную B3 числа при Y3;

DB 0; выделение памяти под переменные Х2, X1, X0;

DB 1; выделение памяти под переменные Y3, Y2, Y1, Y0;

;вычисляем значение выражения;

; ;

beginning: ;метка начала цикла коррекции;

in al,i_port ;чтение данных из порта;

mov x1, al ; запись в ячейку x1 значения al;

mul al,A2; вычисление слагаемого А2*х2;

mov bl,al; сохранение результата в bl;

; в результате имеем А2*х2 в регистре bl;

mov al,х0; запись в al значения с входа x0;

mul al,A0; слагаемое А0*х0;

sub bl,al; вычитание из предыдущего результата;

mov al,х1; запись в al значения с входа x1;

mul al,A1; слагаемое А1*х1;

sub bl,al; вычитание из предыдущего результата;

mov al,y1; запись в al значения с входа y10;

mul al,B1; слагаемое B1*y1;

add bl,al; прибавление к предыдущему результату;

mov al,y0; запись в al значения с входа y0;

mul al,B0; слагаемое B0*y0;

sub bl,al; вычитание из предыдущего результата;

mov al,y2; запись в al значения с входа y2;

mul al,B2; слагаемое B2*y2;

sub bl,al; вычитание из предыдущего результата;

mov al,y3; запись в al значения с входа y3;

mul al,B3; слагаемое B3*y3;

add bl,al; прибавление к предыдущему результату;

mov y3,y2;

mov y2,y1;

mov y1,y0;

mov y0,bl;

mov x2,x1;

mov x1,x0;

mov x0,bl

out o_port, bl; вывод управляющего сигнала из bl;

jmp beginning; зацикливание на начало программы.

В данном разделе курсовой работы была разработана программа для дискретной коррекции, применение которой позволяет изменять параметры системы без изменения технического исполнения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении курсовой работы была разработана система автоматического управления весовым дозатором. Были определены назначение, состав и основные требования к системе. Подобрана элементная база, необходимая для данной системы.

В ходе анализа системы была определена устойчивость системы по критерию Гурвица, устойчивость дискретной системы по критерию Михайлова, построены переходный процесс и амплитудо-частотные характеристики системы, определены прямые и косвенные показатели качества. Были построены ЛАЧХ и ЛФЧХ системы. При определении запасов устойчивости системы оказалось, что система автоматического управления не имеет запаса устойчивости по фазе, следовательно была необходима корректировка данной системы.

При проведении коррекции была построении ЖЛАЧХ и ЛАЧХ корректирующего устройства, определены параметры аналогового последовательно-параллельного корректирующего устройства. Также был предложен вариант дискретной коррекции в виде программы к микропроцессору. Данный вариант не предусматривает технического изменения системы, и коррекция будет более быстродействующей. В данном случае, предпочтительнее дискретное устройство, поскольку электрическая схема аналогового корректирующего устройства сложна для реализации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бесекерский В. А. Теория систем автоматического регулирования/ В. А. Бесекерский, Е.П. Попов. – М.: Профессия, 2003. – 380 с.

2. Бобриков С. А. Проектирование цифровой следящей системы / С. А. Бобриков, С.Т. Тихончук, А. А. Кузнецов. - Одесса: ОПУ, 1999. - 21 с.

3. Солодовников В. В. Основы теории и элементы САР / В. В. Солодовников, А. В. Плотников. - М: Машиностроение, 1985.

4. Топчеев Ю. И., Учебное пособие для вузов. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования / Ю. И. Топчеев. - М.: Машиностроение, 1989. - 752 с.

Лист

Листов

Лит.

2

32

БИТТУ УИТ-51

УИТС.422319.117 ПЗ

Изм

Лист

№ докум

Подп.

е

Дата

Разраб.

Пров.

Утв.

Н. контр.

Родионов

Скоробогатова

Бойко

Разработка системы автоматического управления весовым ленточным дозатором. Пояснительная записка

Формат А4