Разработка микропроцессорного устройства управления технологическим процессом - Курсовая работа

Федеральное агентство по образованию РФ Государственное образовательное учреждениеИх применение значительно увеличивает производительность, обеспечивает стабильное качество продукции, уменьшает отрицательное воздействие производственного процесса на человека, а также позволяет экономично использовать энергию и материалы. Управлением в широком смысле слова называется организация какого-либо процесса, обеспечивающая достижение поставленной цели.В процессе выполнения данной курсовой работы необходимо разработать микропроцессорное устройство управления технологическим процессом. В исходных данных задана математическая модель технологического процесса, представленная дифференциальным уравнением третьего порядка следующего вида Далее по дифференциальному уравнению будет составлена передаточная функция технологического процесса. Микроконтроллер (МК) представляет собой однокристальную ЭВМ, включающую микропроцессор, необходимые виды памяти и каналы ввода/вывода аналоговой и цифровой информации. Характерной особенностью его является гарвардская RISC-архитектура, позволяющая выполнять любую из 52 команд за два такта частоты процессора, единая система команд для всего семейства с возможностью адресации до двух операндов, находящихся в памяти, малое время реакции на прерывание и сохранение контекста, широкий диапазон конфигураций внутренней памяти команд, памяти данных и внутренних периферийных устройств.Укрупненная функциональная схема рассматриваемой микропроцессорной системы имеет следующий вид (рис. 2 Укрупненная функциональная схема МПС Более подробная функциональная схема технологического процесса имеет следующий вид (рис. Целесообразно вводить ЦВМ в систему управления объектом в тех случаях, когда требуется обрабатывать большое количество поступающей информации и когда на ЦВМ возлагается решение ряда задач с обслуживанием нескольких зависимых или независимых каналов управления. В схематичном виде система регулирования с ЦВМ изображена на рис.Структурная схема микропроцессорной системы имеет следующий вид (рис. 5 Структурная схема МПС g - задающая величина (входное воздействие);Передаточную функцию технологического процесса составим по дифференциальному уравнению математической модели технологического процесса. Перейдем к символической форме записи дифференциальных уравнений, используя символ дифференцирования: Запишем исходное дифференциальное уравнение в символической форме: ; Далее перейдем к преобразованию Лапласа путем замены p на комплексную переменную s и получим передаточную функцию элемента: , где , - преобразования Лапласа (изображения) выходной и входной величин соответственно. Дискретная передаточная функция каждого из них имеет вид: При система будет неустойчива (рис. В данном случае, осуществляя подбор коэффициента a, получаем дискретную передаточную функцию следующего вида: 5.В общем случае передаточная функция ЦВМ и представляет собой некоторое дробно-рациональное выражение: , где и - изображения (z-преобразования) последовательностей на входе и на выходе ЦВМ. Тогда Отсюда может быть получено разностное уравнение, соответствующее алгоритму работы ЦВМ: a0x2(n) a1x2(n-1) … akx2(n-k)= b0x(n s-k) b1x(n s-k-1) … bsx(n-k), где x(n) и x2(n) - дискретные последовательности на входе и выходе ЦВМ. Результирующая передаточная функция разомкнутой системы в этом случае: , где - передаточная функция разомкнутой системы, определяемая выше приведенными формулами при . Так как входная величина ЦВМ x(t) есть разница между задающей величиной и выходным воздействием системы автоматического регулирования ее точность должна быть на несколько порядков выше. Работа в реальном масштабе времени означает, что длительность цикла обработки информации Тц в цифровом управляющем устройстве согласована с требованиями к качеству управления, с частотными характеристиками элементов контура управления и со спектрами возмущений.После выполнения моделирования умножим результат на этот коэффициент. На второй итерации значение x(n), которое было на первой итерации, запишем в x(n-2), в x(n) запишем 1. На третьей итерации значение x(n-1),которое было на второй итерации, запишем в x(n-2), значение x(n), которое было на второй итерации, запишем в x(n-1), в x(n) запишем 1.

Содержание

Введение

1. Анализ задания

2. Разработка функциональной схемы МПС

3. Разработка структурной схемы МПС

4. Расчет параметров устройства управления

5. Моделирование динамики системы с применением ППП «MATLAB/Simulink»

6. Разработка алгоритма управления

7. Разработка программы

Заключение

Библиографический список