Основные понятия теории автоматического управления, его виды и законы регулирования. Описание датчика Холла, его основные погрешности и методы их компенсации. Разработка установки для калибровки цифрового магнитометра по магнитному полю и температуре.
Система калибровки по температуре 4.1 Технические характеристики модулей ПельтьеЭто позволяет уменьшить габаритные размеры приборов, упростить принципиальную электрическую схему, и как следствие повысить надежность прибора. Данная установка должна включать в себя: 1. Блок для калибровки магнитометра по полю при постоянной температуре со следующими параметрами: · Возможность установки поля в калибровочной катушке в диапазоне от 100 НТЛ до 0,1 Тл. Блок для снятия температурных характеристик магнитометра при постоянном магнитном поле со следующими параметрами: · Возможность установки температуры в диапазоне-40.. 60 ?С. Электронный блок для управления установкой со следующими параметрами: · Управление установкой осуществляется микроконтроллером.Теория автоматического управления (ТАУ) является теоретической основой, на базе которой разрабатываются устройства радиоавтоматики [1].Наука об управлении процессами и объектами любой природы - техническими, биологическими, экономическими, социальными и другими - называется кибернетикой [2]. Раздел кибернетики, посвященный управлению именно техническими объектами называется технической кибернетикой. Соответственно, управление объектом, осуществляемое с помощью специальных технических средств без непосредственного участия человека, называется автоматическим управлением. Теория автоматического управления - это составная часть технической кибернетики, предназначенная для разработки общих принципов автоматического управления, а также методов анализа и синтеза систем автоматического управления техническими объектами.Выбор одного из этих принципов управления определяется, в основном, свойствами объекта управления, степенью влияния на выходной вектор Y внешних возмущающих воздействий F и требованиями к точности управления. Структура системы, построенной по этому принципу, показана на рис. Данный принцип применяется в тех случаях, когда выполняются следующие условия: · изменение внутренних свойств объекта и возмущающие воздействия F не оказывают существенного влияния на выходные величины Y; В САУ, построенных по этому принципу, контроль за состоянием объекта в процессе его функционирования не производится, а управление осуществляется на основе заранее известной информации. Достоинством данного принципа является высокое быстродействие канала компенсации возмущения, поскольку изменение управляющего воздействия происходит раньше, чем могло бы произойти нежелательное изменение выходного вектора Y(t).Совокупность предписаний, определяющих характер изменения вектора входных состояний объекта управления X(t), называется алгоритмом его функционирования. Несмотря на многообразие технических устройств можно выделить 5 базовых алгоритмов их функционирования: · стабилизация выходной величины; Программное управление осуществляется с помощью дополнительного устройства - задатчика, в который заложен закон изменения X(t). В этом случае вместо задатчика используется устройство слежения за изменением этого заранее неизвестного внешнего фактора. Наконец, адаптивное управление предполагает изменение алгоритма управления объектом в соответствии с изменением его параметров.Современные датчики обладают высокой линейностью, широким диапазоном рабочих температур, малой площадью рабочей зоны.В основе работы датчика Холла лежит гальваномагнитный эффект, который заключается в том, что при пропускании тока через пластинку полупроводника (рис. 2.1), помещенной перпендикулярно линиям внешнего магнитного поля, на боковых сторонах возникает разность потенциалов, обусловленная взаимодействием движущихся носителей с магнитным полем [8].
План
Оглавление
Введение
1. Основные понятия теории автоматического управления
1.1 Основные определения и понятия
1.2 Принципы регулирования и управления
1.3 Виды автоматического управления и законы регулирования
В настоящее время одним из приоритетных направлений приборостроения является разработка систем автоматизации с использованием микроконтроллеров. Это позволяет уменьшить габаритные размеры приборов, упростить принципиальную электрическую схему, и как следствие повысить надежность прибора.
Целью данной работы является разработка установки для калибровки цифрового магнитометра. Данная установка должна включать в себя: 1. Блок для калибровки магнитометра по полю при постоянной температуре со следующими параметрами: · Возможность установки поля в калибровочной катушке в диапазоне от 100 НТЛ до 0,1 Тл.
· Абсолютная погрешность установки поля не более 100 НТЛ.
· Компенсация магнитного поля Земли в объеме калибровочной катушки.
2. Блок для снятия температурных характеристик магнитометра при постоянном магнитном поле со следующими параметрами: · Возможность установки температуры в диапазоне -40.. 60 ?С.
· Абсолютная погрешность установки температуры не более 1 ?С.
3. Электронный блок для управления установкой со следующими параметрами: · Управление установкой осуществляется микроконтроллером.
· Использование интерфейса USB для связи с персональным компьютером
· Гальваническая развязка цепей питания компьютера и установки.
· Питание модуля Пельтье обеспечивается импульсным источником напряжения.
Данная работа содержит введение, четыре раздела, заключение и четыре приложения. В первом разделе перечислены основные понятия теории автоматического управления и основные типы регуляторов. Во втором разделе описывается датчик Холла, его основные погрешности и метод их компенсации. Третий раздел посвящен разработке блока калибровки Холловского магнитометра по магнитному полю. Четвертый раздел посвящен описанию блока калибровки магнитометра по температуре. В заключении сформулированы основные результаты работы, список литературы содержит 25 наименованийибровки ма калибровки Холловского кого управления и основные типы реугуляторов
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
