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 САУ 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 САУ, 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 очистки стекла спортивного самолета.

В процессе полета на самолет действуют различные внешние воздействия.В частности самолет может попасть в зону дождя или в зону пониженной температуры. Для решения данной проблемы применяют системы очистки стекла, которая за некоторый промежуток времени очистит стекло самолета от атмосферных осадков.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Спроектировать САУ очистки стекла спортивного самолета со следующими параметрами:

1. Рабочий момент двигателя М_раб = 135 – 160 кгс-см ;

2. Перерегулирование σ < 30 %;

3. Время регулирования t_p = 10 c;

4. Запас по усилению ∆L > 20 дБ;

5. Запас по фазе ψ > 30^o.

U_ U _дв

МП У ГП ИМ

ДТ

Рисунок 1 - Структурная схема САУ

МП – микропроцессор;

У – усилитель;

ГП – гидропривод;

ИМ –исполнительный механизм;

ДТ – датчик температуры.

Рассмотрим структурную схему САУ – рисунок 1, она представляет собой схему с подчиненным регулированием координат, в ней регулирование каждой координаты осуществляется регулятором температуры, который образует замкнутый контур.

Задающий сигнал U_б поступает с микропроцессора (МП) на усилитель (У), который усиливает сигнал и передает его на гидропривод. Гидропривод (ГП), преобразуюет входной электрический управляющий сигнал U, в выходную механическую величину – угловую скорость _дв щеток (ИМ).Щетки являются рабочим органом .Датчик температуры (ДТ) преобразует температуру на выходе системы в электрический сигнал U_З

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ И РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1 Микропроцессор К1813ВЕ1

МП серии К1813ВЕ1- это однокристальный МП цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени, со встроенными аналоговыми системами ввода-вывода (ЦАП и АЦП), с 16-ти разрядным ПЗУ (емкостью 192х24 бит), ОЗУ (емкостью 40х25 слов), 25-ти разрядным ALU, четырьмя входными и восемью выходными аналоговыми каналами, разрешением 0,5% (8 двоичных разрядов и знак).

Этот МП выполнен по высококачественной n-МОП –технологии, совместим с БИС серии К580, высокой степени плотности – 29 тыс. транзисторов на кристалл. Реализована мощная и гибкая система команд с расширенными возможностями адресации памяти, аппаратная реализация процесса совмещения операций выполнения и выборки команд, упрощенное построение мультипроцессорных систем, структура с возможностью наращивания, аппаратная реализация взаимодействия нескольких процессов и микропрограммное управление.

Выбранный микропроцессор обладает необходимой производительностью, мощной и гибкой системой команд и управления обработкой информации, возможностью программной коррекции ЛСУ, совместим с БИС, имеет возможность обрабатывать аналоговый сигнал в режиме реального времени, благодаря встроенным АЦП и ЦАП и доступен.

Энергопотребление МПК можно принять допустимым, учитывая потребляемую мощность встроенных ЦАП и АЦП (суммарная мощность МПК с отдельными микросхемами ввода-вывода информации практически не отличается от мощности данного МПК, хотя непосредственно для МП существуют микросхемы с более низким энергопотреблением). Исходя из времени преобразования сигнала ЦАП, АЦП и тактовой частоты МП время обработки сигнала можно считать малым.

Достаточно высокий уровень выходных сигналов (1-2В, 0,4-2 мА) позволяет использовать данный сигнал в маломощных системах управления без предварительного дополнительного усиления.

Технические характеристики МП К1813ВЕ1:

1. 25-ти разрядное ALU;

2. 16-ти разрядные ОЗУ (192х24 бит) и ПЗУ (40х25 слов);

3. разрешение 0,5% (8 двоичных разрядов и знак);

4. нелинейность ЦАП и АЦП <0,1%;

5. время преобразования не более 50 мкс;

6. диапазон рабочих температур 0т –10 до 70 ⁰С;

7. тактовая частота 5 МГц;

8. опорное напряжение 2 В;

9. потребляемая мощность (с учетом потребления ЦАП и АЦП) 1,75 В;

10. входное сопротивление (выборка) не менее 1,5 кОм;

11. входное аналоговое напряжение не более 2 В;

12. выходное сопротивление (хранение) не менее 100 кОм;

13. выходной ток 0,4 - 2 мА;

14. входной ток не более 2 мА;

15. ток потребления не более Icc - 50 мА;

Передаточную функцию МП принимаем равной единице.

W(p)=1.

2.2 Гидропривод ПС 5

Привод стеклоочистителя ПС5 является силовым гидроприводом, предназначенным для приведения в действие механизма очистки стекла от атмосферных осадков.

Применяется в самолетах и вертолетах марки самолеты: Ил-62, Ил-76, Ил-78, Ту-134, Ту-22 вертолеты: Ми-24(25).

Технические характеристики Рабочая жидкость масло AM Г-10 Рабочий момент, кгс-см 132-165 Максимальное давление в линии слива при всех режимах работы привода, МПА 0,5 Расход жидкости при 200 двойных ходах в минуту при всех температурах не должен превышать, л/мин - в начале гарантийного срока службы 4 - в конце гарантийного срока службы 4,4 Габаритные размеры, мм 147х 162х 105 Сухая масса изделия без транспортировочных заглушек, кг, не более 2,5

Передаточная функция гидропривода имеет вид:

W(p)= (1)

где Кгп==150кгс-см/220В=0,68 кгс-см/В (2)

T=0,1 , =2

Таким образом

W(p)= (3)