Система автоматического управления регулируемым электроприводом (стр. 9 из 9)

Информация от счетчика СТ2 по сигналу SYNC_IN переписывается в буферный регистр БР. Следом за SYNC_IN внешнее устройство вырабатывает импульс RST_CT и процесс измерения углового перемещения повторяется. В интервале времени между импульсами RST_CT н SYNC_IN микро-ЭВМ обращается к буферному регистру, считывает записанную в нем информацию и вычисляет среднее значение скорости.

Величина Т_ф вводится в аппаратную часть с помощью микро-ЭВМ.

Рисунок 4.5.1 – Структурная схема блока счета импульсов датчика углового перемещения

Для реализации устройства, показанного на рисунке 4.8 используются следующие стандартные ИМС: двоичные счетчики К155ИЕ5, компаратор кода 134СП1, RS-триггер К155ТР2, регистр К555ИР23, логические элементы К155ЛИ1, К155ЛА3.

В качестве измерительного устройства используем импульсный датчик угловых перемещений типа ROD-428 c частотой считывания до 300 кГц, он имеет повышенную ударо- и вибростойкость, средства подавления паразитных сигналов. U_пит =5 В, D х L - 0 58 х 72, мм присоединительный вал Ø 6 мм.

Для преобразования кода регулируемого в ЦЭП параметра в аналоговый сигнал используем восьмиразрядный быстродействующий АЦП типа К1118ПА3.

Структурная схема ЦЭП с устройствами сопряжения приведена на рисунке 4.5.2.

Рисунок 4.5.2 - Структурная схема ЦЭП с устройствами сопряжения

5. Сравнение качества регулирования аналоговой и цифровой САУ ЭП

В результате введения цифрового контура в САУ РЭП удалось улучшить динамические характеристики системы. Так, время, за которое достигается установившееся значение выходной величины, в аналоговом РЭП составляет 0,608 с, а в ЦЭП оно уменьшается до 0,106 с. Также удалось уменьшить перерегулирование с 11,1% до 10,4%. Причем, в случае с ЦЭП получен чистый апериодический процесс, без каких-либо колебаний.

Но основное преимущество, которое дает цифровой контур, построенный на базе микроконтроллера – это гибкость, то есть возможность изменения настроек регулятора при изменении параметров аналоговой части системы без переналадки аппаратной части, путем внесения небольших изменений в управляющую программу.

Выводы

Основной задачей данного курсового проекта являлось проектирования регулируемого электропривода главного движения станка. В ходе ее решения были пройдены следующие этапы.

Во-первых, расчет и выбор компонентов силовой части привода. Существуют различные методики выбора силового трансформатора, тиристорных комплектов, но все они сводятся к одному – обеспечить оптимальный режим питания двигателя, при котором затраты энергии будут минимальны, но в то же время должен обеспечиваться максимальный необходимый динамический запас по напряжению, обеспечивающий стабильность характеристик привода в переходных режимах. Результатом этой части работы является выбор комплектного тиристорного преобразователя, соответствующего рассчитанным характеристикам.

Во-вторых, исследование статических характеристик привода – обеспечивает ли он необходимый диапазон регулирования скорости и ее стабильность при различных нагрузках, и, соответственно, поиск оптимальной системы питания, расчет параметров настройки регуляторов для получения максимально жесткой электромеханической характеристики. На данном этапе осуществлен переход от простой схемы «двигатель – источник питания (сеть или ТП)» к полноценной замкнутой автоматической системе управления электроприводом (САУ ЭП), включающей в себя два контура управления: внутренний – токовый, внешний – по скорости. Таким образом реализуется идея подчиненного регулирования с последовательной коррекцией: регуляторы тока и скорости включены последовательно, как последовательные корректирующие звенья, обработка сигнала в них производится с учетом влияния всех обратных связей (ОС). При проектировании использовался также принцип задержанных ОС, когда они действуют в определенном интервале изменения регулируемого параметра, свидетельством этого является вид упорной электромеханической характеристики.

В-третьих, исследована динамика привода в различных режимах работы: пуск, торможение, наброс и снятие нагрузки. На данном этапе основным являлось правильно определить настройки регуляторов, чтобы обеспечить максимальное быстродействие при минимальном перерегулировании и сохранении устойчивости. Одним из способов определения параметров регуляторов является метод технического оптимума (использовавшийся в данном курсовом проекте). В целом он позволил получить систему с достаточно высокими динамическими показателями.

Для повышения точности регулирования, добавления гибкости системе управления и возможности объединения с какими-либо другими объектами в единый программно управляемый производственный комплекс в САУ РЭП введен еще один контур – цифровой, построенный на базе микроконтроллера со всеми необходимыми средствами сопряжения.

Перечень ссылок

1 Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Автоматизированный электропривод" для студентов специальности 7.092501 /Сост. И.М. Сагайда, О.В. Субботин - Краматорск: ДГМА, 2004 – 112с.

2 Справочник по автоматизированному электроприводу /Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. - M.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.

3 Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Справочник радиолюбителя. – К.: Наукова думка, 1981

4 Конспект лекций по курсу «Автоматизированный электропривод» (для студентов специальности 7.092501) /Сост. О.В. Субботин - Краматорск: ДГМА, 2003 – 96с.

5 Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Идентификация и моделирование технологических объектов» (для студентов направления 6.0925, «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии») (Сост. А.А. Сердюк. – Краматорск: ДГМА, 2003 – 18 с.

6 Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука, 1972. – 768 с.

7 Бесекерский В.А. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления. - М.: Наука, 1969. - 588 с.

8 Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9-ти кн. Кн. 2. Приводы робототехнических систем: Учеб. пособие для втузов / Ж.П. Ахромеев, Н.Д. Дмитриева и др.; Под ред. И.М. Макарова. – М.: Высш. шк., 1986. -175 с.

9 Батоварин А.А. Цифровые системы управления электроприводами. Л.: Энергия, 1977. – 256 с.

10 Файнштейн В.Г., Файнштейн Э.Г. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами/ Под. ред. О.В. Слежановского -М.: Энергоатомиздат, 1986. – 240 с.