Реализация датчика угловой скорости вращения электродвигателя программным способом, анализируя количество опросов порта в течении периода импульсов, поступающих в заданный порт. оценка возможности уменьшения погрешности. Разработка и описание алгоритма.
Аннотация к работе
В современных системах управления электроприводами технологических объектов используются импульсные датчики скорости вращения исполнительного механизма или электродвигателя. Импульсный датчик механически, без люфтов, сочленяется с валом двигателя и вырабатывает на своем выходе при вращении последнего импульсы определенной скважности. Поэтому на угловой скорости вращения двигателя где на выходе импульсного датчика будет генерировать последовательность импульсов с частотой f и периодом Т. Расчет угловой скорости вращения двигателя ПДВ через частоту следования импульсов f сопряжен с расчетом числа импульсов за определенный интервал времени дельта t.Задание 3: программным способом реализовать датчик угловой скорости вращения электродвигателя.Необходимо разработать цифровой датчик скорости анализируя количество опросов порта в течении периода импульсов поступающих в порт В5. Так как длительность положительного импульса равна половине периода, то можно опрашивать порт в течении положительного импульса, а в течении второго полупериода анализировать считанные данные и выводить результат (скорость) в порт В6. Также можно увеличить число исследуемых периодов, то есть считать скорость по данным за несколько периодов, тогда скорость будет более усредненной точной. Но я в своей работе уменьшу погрешность посредством уменьшения количества шестерней на вале, именно уменьшения, потому что погрешность возникает в начале и в конце положительного полупериода, изза того, что опрос порта ввода происходит через некоторый интервал, то есть он не всегда попадает точно на начало или на конец положительного полупериода - чем больше импульсов, тем больше погрешность, чем меньше шестерней, тем меньше импульсов. Так как максимальная погрешность имеется при максимальной скорости (при максимальной скорости больше импульсов), то необходимо расчет вести для максимальной скорости.Работа программы (таблица 2): Задание значения регистровой пары BC для ее дальнейшего сложения с регистровой парой HL задание начального значения счетчика импульсов (сосчитанных микропроцессором за положительный полупериод (регистровая пара HL). Если значение данных порта изменилось с 0 на 1, то признак Z принимает значение 0. Если признак Z равен 1, то порт B5 опрашивается заново. При равенстве данных из порта 1 устанавливается признак Z=0. Запись в аккумулятор данных с ячейки, адрес которой указан в регистровой паре HL для их дальнейшего вывода.Алгоритм, представленный на рисунке 1, составлен так, чтобы счет во время запуска программы начинался не с времени запуска, а с первого положительного импульса. Иначе, при счете с момента запуска программы, если он не совпадет с началом положительного импульса, микропроцессор сосчитает меньшее количество опросов порта и в следствии этого обратится не к той ячейке. Таким образом алгоритм состоит из четырех частей: установка начальных условий, определение начала положительного импульса, определение длины импульса, вывод полученной информации. Если значения равны, то программа возвращается к блоку 3; если не равны, то выполняется следующая команда. Запись в аккумулятор данных с ячейки, адрес которой указан в регистровой паре HL и их вывод через порт B6.Таким образом, я спроектировал работу измерителя скорости с условием, что будет установлен вал с меньшим числом шестерней, это уменьшит количество импульсов на входе, увеличив при этом их протяженность, значит уменьшится погрешность, которая возникает на начале и в конце импульса, просто потому, что уменьшится количество этих проблемных участков. Для того, чтобы вывести значение скорости в об./мин., была составлена таблица, в которой указаны соответствия скоростей и ячеек памяти, то есть после того, как микропроцессор подсчитает количество опросов за положительный полупериод, он обратится к ячейке памяти, в которой указано значение скорости для данного количества опросов и выведет ее.
План
Содержание
Введение
1.1 Задание
1.2 Анализ поставленной задачи
1.3 Программа
1.4 Разработка и описание алгоритмов
Заключение датчик порт импульс погрешность
Введение
Поставленная задача звучит таким образом: Программным способом реализовать датчик угловой скорости вращения электродвигателя.
В современных системах управления электроприводами технологических объектов используются импульсные датчики скорости вращения исполнительного механизма или электродвигателя. Импульсный датчик механически, без люфтов, сочленяется с валом двигателя и вырабатывает на своем выходе при вращении последнего импульсы определенной скважности. При этом число импульсов на один оборот вала фиксировано и определяется конструкцией датчика.
На практике наиболее распространенной единицей измерения угловой скорости вращения вала двигателя ПДВ является внесистемная единица - число оборотов в минуту (об/мин). Поэтому на угловой скорости вращения двигателя где на выходе импульсного датчика будет генерировать последовательность импульсов с частотой f и периодом Т.
Расчет угловой скорости вращения двигателя ПДВ через частоту следования импульсов f сопряжен с расчетом числа импульсов за определенный интервал времени дельта t. Недостатком данного способа является то, что информация о скорости вращения двигателя выводится с задержкой на величину At. Кроме этого, изменение скорости вращения двигателя в течение времени счета дельта t приводит к снижению точности расчета скорости.
Аппаратное или программное измерение периода Следования импульсов выполняется по следующему алгоритму: 1) определяется момент времени начала импульса по фронту импульса;
2) с фиксированной дискретной выполняется опрос длительности периода Т до момента времени выполнения условия «окончание периода». При этом в счетчике фиксируется число опросов N за длительность Т;
3) по выражению осуществляется расчет угловой скорости вращения двигателя.
Вывод
Реализовать поставленную задачу невозможно, если не модернизировать аппаратное обеспечение. Таким образом, я спроектировал работу измерителя скорости с условием, что будет установлен вал с меньшим числом шестерней, это уменьшит количество импульсов на входе, увеличив при этом их протяженность, значит уменьшится погрешность, которая возникает на начале и в конце импульса, просто потому, что уменьшится количество этих проблемных участков. При этом возникла проблема вывода информации, ведь подсчеты длин импульсов нельзя назвать значениями скорости. Для того, чтобы вывести значение скорости в об./мин., была составлена таблица, в которой указаны соответствия скоростей и ячеек памяти, то есть после того, как микропроцессор подсчитает количество опросов за положительный полупериод, он обратится к ячейке памяти, в которой указано значение скорости для данного количества опросов и выведет ее. Но тут возникает еще одна проблема, значения скорости по варианту колеблются от 500 до 1000, а вывести такое число один порт не может, поэтому я ввел дополнительный порт вывода B7, который будет выводить младшие разряды значений скорости.
Данный вариант решения поставленной задачи является самым недорогим и рациональным, поэтому с моей точки зрения поставленную задачу необходимо решать именно таким образом и никаким другим.