Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Можаев.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
28.08.2019
Размер:
760.32 Кб
Скачать

Содержание:

  • Задание…………………………………………………………………………………………….3

  • Принцип работы проектируемого устройства ……………………………………………….4

  • Алгоритм работы вычислительного устройства …………………………………………....5

  • Описание принципиальной электрической схемы……………………………………….....9

  • Реализация дополнительных требований к системе……………………………………..18

  • Выводы…………………………………………………………………………………………....21

  • Список используемых источников………………………………………………..…………..22

- Приложение………………………………………………………………………………………23

Задание 25

  1. Разработать программу, реализующую цифровой эквивалент непрерывной передаточной функции

.

  1. По заданной структурной схеме разработать принципиальную электрическую схему цифровой системы, обрабатывающей сигналы с датчиков по разработанной программе.

  1. Дополнительные требования к системе.

  • вычислительное устройство должно усреднять сигналы с датчиков;

  • если сигнал с одного из датчиков отличается от других более чем на 3, то этот датчик должен быть исключен из процедуры отработки;

  • в качестве ЦАП использовать широтно-импульсный модулятор;

  • величина пульсаций на выходе усилителя не должна превышать 1;

  • при отклонении сигнала на выходе ЦАП от ожидаемого более чем на 7, необходимо провести коррекцию коэффициента усиления, программируемого усилителя. При невозможности коррекции, нужно выдать световой сигнал “АВАРИЯ”.

4. Электрические характеристики системы.

  • Сигнал на выходах датчиков изменяется в пределах 8В;

  • Разрядность ЦАП-а: 10 битов;

  • Напряжение на выходе ЦАП-а: 5В;

  • Выходной ток ЦАП-а: 1.5А.

1.Принцип работы проектируемого устройства

Центральным элементом рассматриваемой схемы является вычислительное устройство – микропроцессор (со встроенным АЦП), которое реализует цифровой эквивалент непрерывной передаточной функции.

Как показано на схеме, на вход вычислительного устройства поступает три аналоговых сигнала с выходов трех датчиков, подключенных к объекту управления. Использование трех каналов с датчиков позволяет повысить надежность системы, так как, при помощи ВУ можно определить какой из датчиков неисправен, и не использовать его при обработке.

Сигнал с каждого датчика поступает на АЦП в микропроцессоре, соответствующего данному каналу, где вычисляется значение выходного сигнала по разностному уравнению, соответствующему заданной передаточной функции.

Полученное значение выходного сигнала с вычислительного устройства поступает на ЦАП, в качестве которого используется ШИМ.

Выход ЦАП соединен с программируемым усилителем. Сигнал с усилителя поступает на объект управления и ВУ, и при необходимости происходит коррекция коэффициента усиления.

2. Алгоритм работы вычислительного устройства

Для того чтобы реализовать цифровой эквивалент передаточной функции, необходимо перейти от передаточной функции к соответствующему разностному уравнению при определенном интервале дискретности .

Этой передаточной функции соответствует переходный процесс, изображенный на рисунке.2.1

рисунок 2.1

Этой передаточной функции соответствует следующее дифференциальное уравнение

Заменим производные на их машинные эквиваленты:

Это уравнение является готовым алгоритмом работы ВУ для получения текущего значения выходной координаты yn по значениям входной и выходной координат в предшествующие моменты времени.

Величина равна времени выполнения одного цикла получения значения выходной величины. Оно может быть оценено по числу и типу команд, составляющих данный цикл вычислений (и уточнено после экспериментальной проверки).

При этом задача проектирования существенно упрощается, если частота выборки входного сигнала существенно больше частоты высшей гармоники во входном сигнале:

,

и, если между величиной дискретизации сигнала по уровню и максимальным значением входного сигнала выполняется соотношение:

<<

Если условия не удовлетворены, то проектирование ЦФ по дифференциальному уравнению может дать недопустимо большую ошибку в работе фильтра. В этом случае интервал t ограничивается теоремой Котельникова. Смысл ее в том, что сигналы, с ограниченной частотой fmax спектром, могут быть однозначно представлены последовательностями своих значений, взятых через интервал времени, удовлетворяющий соотношению:

Считается достаточным, если частота опроса на порядок выше величины fmax:

.

Программа состоит из 622 команд по 0.5 мкс каждая, исходя из этого, можно вычислить время, за которое выполняется цикл: