Дослідження сервоприводу з урахуванням нелінійності (стр. 8 из 15)
Таблиця 4.3Таблиця істинності шинного формувача
 |  | Операція |
| H | X | Третій стан |
| L | H | D1®D2 |
| L | L | D2®D1 |
Для забезпечення роботи щодо низкоомного або велике навантаження місткості виходи мікросхеми мають підвищену потужність в порівнянні із стандартними.
COM-порт
На малюнку 4.8представлений зовнішній вигляд роз'єму COM-порту (mother) на шлейфі передачі даних, з вказівкою номерів ніжок.
Малюнок 4.8– Зовнішній вигляд роз'єму COM-порту
Використовування цього порту ПК як і пристрої узгодження рівнів необхідно при розробці каналу передачі даних на ПК. COM-порт – це послідовний порт ПК, через який можлива передача даних по протоколу RS-232 на підключений ПК.
В таблиці 4.4представлені відповідні номери ніжок мікроконтролераі COM-порту з поясненням їх призначення, необхідні для наладки даногоканалу зв'язку.
Таблиця 4.4 Принцип сполучення МК і ПК
| Мікроконтролер | COM-порт | Призначення |
| 10 | 7 | RXD_MKі TXD_PK |
| 11 | 4 | TXD_MKі RXD_PK |
| 20 | 8 | GND |
LPT-порт
На малюнку 4.9представлений зовнішній вигляд роз'єму LPT-порту (father) на шлейфі програматора, з вказівкою номерів ніжок.
Малюнок 4.9– Зовнішній вигляд роз'єму LPT-порту
LPT-порт – це паралельний 25-піновий порт ПК. Вживання цього порту ПК пов'язано з наладкою каналу програматора. Канал програматора здійснює прошивку резидентноїпам'яті програм мікроконтролера AT895S8252.
В таблиці 3.4 представлені відповідні номери ніжок мікроконтролера і LPT-порту з поясненням їх призначення.
Таблиця 3.4 Таблиця опису шлейфу програматора
| Мікроконтролера | LPT-порт | Призначення (SPI) |
| 6 | 7 | Mosi |
| 7 | 10 | Miso |
| 8 | 8 | Sck |
| 9 | 6 | Rst |
| 20 | 18, 25 | Gnd |
4.6 Створення принципової схеми управляючого спецобчислювача
Після вибору і розрахунку функціональних блоків пристрою можна переходити до створення принципової схеми управляючого обчислювача.
Принципова схема є з'єднанням вибраних функціональних блоків по функціональній схемі, з урахуванням всіх правил з'єднання. Принципова електрична схема розробленого пристрою представлена в додатку А.
5. Дослідницька частина
5.1 Вибір кругового коефіцієнту нелінійного сервоприводу
В нелінійних системах звичайно присутні автоколивання. Як основнийкритерій при виборі кругового коефіцієнта використовують вимоги відсутностіавтоколивань в нелінійній системі. Щоб досліджувати систему на автоколивання, треба її розімкнути так, щоб виділити нелінійність.
Всю розімкнену систему замінюємо двома ланками: лінійної і нелінійної частинами (мал. 5.2)
Малюнок 5.2 – Ланки: лінійна і нелінійначастина
Використовують метод гармонійної лінеаризації. Запишемо умову наявностіавтоколивань в системі:
, звідси 
(умова наявності автоколивань в системі).Перейдемо до умови відсутності автоколивань. Ця умова запишеться
, отже 
– умова відсутності автоколивань. Це означає, що годограф WЛ(s) і годограф 
не перетинаються, тоді, автоколивання в системі відсутні. Вигляд різний, залежно від того, яка нелінійність переважає. Якщо немає петлі, то нелінійність однозначна (мал. 5.3).
Малюнок 5.3– Годограф без петлі
Те мінімальне значення кругового коефіцієнта посилення сервоприводу, при якому виконується умова існування автоколивань в системі, назвемокритичним.
Чому мінімальне?
Перетин годографів може бути найрізноманітнішим. Завжди в системі буде два граничні цикли. Один стійкий, інший нестійкий. Але коефіцієнт не буде критичним.
Найменший коефіцієнт, який виходить тільки при торканні і буде мінімальним і критичним. Оскільки, якщо його зменшити, то будуть відсутні автоколивання.
Розглянемо деякий окремий випадок.
Розмикаємо систему на вході нелінійної ланки (мал. 5.4)
Малюнок 5.4 – Розімкнена система на вході нелінійної ланки
де
.Передавальна функція лінійної частини системи:
(5.1)передавальна функція нелінійної частини системи WН– це коефіцієнт гармонійноїлінеаризації в методі гармонійної лінеаризації. В загальному випадкуWНскладається з речовинної і уявної комплексної складових.
В даному випадку WН(s) – це дійсне число.
В загальному випадку:
.В даному випадку:
; 
.Для K=1, WН(s) виглядає таким чином (малюнок 5.5)
Малюнок 5.5 – Дійсне число WНдля K=1
Величина q для однозначної нелінійності залежить тільки від амплітудиА.
Оскільки K=1, то нелінійність виглядає таким чином (малюнок 5.6)
Поки амплітуда А не перевищує зону нечутливості b, тобто до А=b, системарозімкнена і A=0.
Малюнок 5.6– Нелінійність для K=1
Побудуємо годограф для WЛ(s) і
(малюнок 5.7) 
Малюнок 5.7– Годограф для WЛ(s) і
де
.Розглянемо передавальну функцію лінійної частини системи для будь-якої лінійної передавальної функції можна записати:
(5.2)Такий запис справедливий, якщо передавальна функція не має нульових полюсів.
А і В-це поліноми від ω.
А – парний ступінь ω; В-непарний ступінь ω.
Крапка 1 на годографі характерна тим, що фазовий зсув чисельника рівний фазовомузсуву знаменника передавальної функції.
Сумарна ФЧХ такої ланки рівна фазовій характеристиці чисельника мінус фазова характеристика знаменника; значить фазовий зсув рівний нулю:
, звідси 
при 
. Визначимо модуль передавальноїфункції лінійної частини системи. 
А0– модуль передавальної функції на частоті
:.Знайдемо значення частоти
. 
; 
;
; 
; 
.З одержаних співвідношень визначаємо значення кругового коефіцієнтанелінійного сервоприводу.
; 
.Систему більш високого порядку можна апроксимувати системою більш низького порядку для частот в околиці
.