1 Техническое задание

1. Цель курсовой работы

Целью курсовой работы является автоматическое управление процессом полива газона. Необходимо обеспечить нормальные запасы устойчивости по амплитуде и по фазе. Также сис­тема должна иметь хорошие показатели качества. При необходимости систему следует скорректировать и вычислить параметры корректирующего устройства.

1.2 Описание функциональной схемы

Система автоматического управления (САУ) процессом полива газона имеет в своем составе микропроцессор (МП), усилитель (У), запорного клапана(Кл), сплинклера (Спл), датчика расхода (ДР), датчика влажности почвы (ДВл).

МП – микропроцессор, У – усилитель, Кл – клапан, Спл – сплинклер, ДР – датчик расхода, ДУ – датчик увлажненности почвы

Рисунок 1 – Структурная схема САУ процессом полива газона

Управление в системе происходит следующим образом: сигнал с микропроцессора (управляющее напряжение U₁) поступает на запорный клапан через электронный усилитель. Клапан открывает подачу жидкость в систему полива под некоторым давлени­ем (Р), а сплинклер на выходе системы полива оказывает преобразующее действие на расход жидкости в системе, который в свою очередь фиксируется датчиком расхода, передающим все данные о расходе жидкости (U₂) на выходе рассматриваемой системы в микропроцессор для последующего анализа. Микропроцессор ана­лизирует сигнал с тахометрического датчика и по заданному алгоритму управления вырабатывает сигнал управления (U₁). На систему также оказывает влияние внешнее воздействие – влажность почвы, фиксируемая датчиком влажности почвы, сигнал с которого также поступает на микропроцессор, который, руководствуясь заданного алгоритма, изменяет динамические параметры системы, а при достижении необходимого уровня увлажнения почвы подает сигнал на отключение системы полива.

Технические данные САУ полива газона.

Давление изменяется в пределах, МПа 15 ÷ 20.

Скорость жидкости, м/с 7 ÷ 10.

Расход на выходе системы, дм³/мин 60 ÷ 90.

Перерегулирование системы, % 10.

Время регулирования, с 12.

2 Выбор элементной базы, проведение линеаризации, расчет передаточных функций элементов системы

2.1 Выбор и расчет передаточной функции микропроцессора

Выбран однокристальный микропроцессор серии КР180ВМ1А. Это шестнадцатиразрядный, имеющий фиксированный набор (систему) команд, совместимую с системой команд ЭВМ. Микропроцессор осуществляет обработку как внешних, так и внутренних прерываний и организует обмен информацией между микропроцессором и внешними устройствами. В микропроцессоре используются регистровая, косвенно-регистровая, автоинкрементная, косвенно-автоинкрементная индексная, косвенно-индексная виды адресаций.

Технические данные микропроцессора КР180ВМ1А.

Напряжение питания, В 5.

Разрядность обрабатываемых команд 16.

Число выполняемых команд 68.

Максимальный объем памяти, Кбайт 64.

Число уровней прерывания 4.

Быстродействие, оп./с 500000.

Максимальная тактовая частота, МГц 4,7.

Максимальный потребляемый ток, А 0,24.

Максимальная потребляемая мощность, Вт 1,2.

Передаточная функция микропроцессора:

W_мп (р) = 1. (1)