Проектирование системы автоматического управления движением стрелы экскаватора

В нашей  системе коррекция производится при помощи микропроцессора, причем, точность выполнения зависимостей корректирующего устройства достаточно высока.

Микропроцессор выявляет отклонение полученного сигнала от желаемого, то есть необходимого в данный момент, и выдает команду на устранение этого отклонения.

Значения желаемого сигнала задаются в микропроцессоре в цифровом виде. Вычисления производятся в машинном коде.

Подставим в выражение (38) числовые значения:

                                                                                            (39)

Выполним обратное z – преобразование X(z) à x(t). Для этого необходимо применить подстановку:

 ,                                                                                   (35)

.                                                                                         (36)

Перейдем от w – преобразования к z – преобразованию, осуществив следующую подстановку:

,                                                                                     (37)

,                                                                 (38)

.                                                                        (39)

Итак, W(z) – передаточная функция, равная отношению сигнала управления u(z) к сигналу ошибки e(z):

,                                                               (40)

.                                                                        (41)

Основное выражение z – преобразования:

       ,                                                                                         (42)

где Т₀ – период дискретности.

          z – преобразование – это преобразование Лапласа от решетчатой функции, для которой характерно выражение nT₀=t, где n – число дискретов в конечном промежутке времени t

          Из этого соотношения выразим период дискретности:

          ,                                                                                         (43)

          .                                                                        (44)

Из последнего выражения получим:

          .                                                                                      (45)

Таким образом, выражение (41) можно переписать в виде

          ,                                                          (46)

                                                                                       (47)

Введем обозначение:

          ,                                                                             (48)

В результате выражение (47) запишется в виде

          .                                                                                          (49)

          Таким образом, мы рассмотрели цифровой фильтр, на вход которого подавался сигнал ошибки e(t), а с выхода снимался сигнал управления u(t).

          Составим блок-схему алгоритма управления (рисунок 6).

По этому алгоритму составим программу коррекции, выполняемую микропроцессором, на языке Ассемблер:

CODE_SEG SEGMENT

ASUME cs: code_seg, ds: code_ceg

ORG 100 h

PP PROC

u1     db XXX

M     db XXX

MET 1 IN     bx; с порта

MOV ax, u1; поместить u1 в регистр общего назначения

SUBcx, bx; вычесть из cx bx, результат положить в cx

IMUL cx, M; умножить содержимое cx на M; результат полоить в cx

CMP cx, u1; сравнить содержимое cx с u1

JNE MET 1; если не равно, то перейти на MET 1

OUT cx; вывод на cx

JMP MET 1; переход на MET 1

MOV ax, 4C00h; завершение программы

INT 21 h

PP ENDP

CODE_SEG ENDS

 

Начало

 

u1

 

М

 

u_вых

 

e(t)=u1-u_вых

 

u(t)=e(t)*M

 

нет

u(t)=u1

 

u(t)

 

Конец

Рисунок 6- Блок-схема алгоритма управления

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

            Итак, спроектированная система автоматического управления  движением стрелы  экскаватора является устойчивой. Все элементы рассчитанной системы относятся к неизменяемой части. Получены ЛАЧХ неизменяемой части и желаемая ЛАЧХ. Желаемая ЛАЧХ разомкнутой системы строилась, исходя из требований, предъявляемых к проектируемой системе основным показателям переходного процесса (порядок астатизма системы, допустимое время регулирования переходного процесса, требуемый запас устойчивости по фазе). По желаемой ЛАЧХ была определена передаточная функция разомкнутой системы, а по виду передаточной функции – фазовая частотная характеристика. Полученные желаемые ЛАЧХ и ФЧХ обеспечивают запас устойчивости. Запас устойчивости по амплитуде также является достаточным. Для того чтобы учесть разницу между ЛАЧХ неизменяемой части и желаемой ЛАЧХ разомкнутой системы, в систему необходимо ввести корректирующее устройство. В рассматриваемой САУ одним из самых важных звеньев, участвующих в процессе управления является микропроцессор. С помощью микропроцессора производится и коррекция.