Принцип дії лічильника імпульсів, пропорційно-інтегральних регуляторів на операційних підсилювачах замкнутої системи автоматичного управління, аналого-цифрового перетворювача, стабілізатора напруги. Розрахунок силового трансформатора джерела живлення.
Аннотация к работе
Автоматизація забезпечує роботу таких обєктів, безпосереднє обслуговування яких людиною неможливе із-за шкідливості, віддаленості або швидкого протікання процесу. Сучасні системи автоматичного керування різними виробничими процесами створюються за допомогою цифрових управляючих комплексів, які розробляються із застосуванням електронних пристроїв автоматики. Основні частини цифрових обчислювальних машин і промислових контролерів - імпульсні та логічні пристрої, призначення та принцип дії яких розглядаються при виконанні курсової роботи з дисципліни «Електроніка і мікросхемотехніка». Звязок обєкта управління з цифровою керуючою машиною створюється за допомогою спеціалізованих електронних пристроїв: аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів, які забезпечують перетворення сигналів датчиків розташованих на обєктах управління у цифровий вихідний код машини, а також перетворення управляючих кодів цифрової машини у сигнали відображені у вигляді напруги чи струму, які потрапляють до виконавчих механізмів розташованих на обєктах управління. Розробити, налагодити і виконати дослідження роботи наступних електронних пристроїв автоматики у пакеті Electronics Workbench: 1.Лічильник - електронний пристрій, що використовується для підрахунку кількості імпульсів. У міру надходження вхідних сигналів лічильник послідовно змінює свій стан у визначеному для даного типу лічильника порядку. Модуль рахунку або коефіцієнт перерахунку лічильника К характеризує число (кількість) стійких станів, в яких може знаходитись n-розрядний лічильник, тобто граничне число вхідних сигналів, яке може бути підраховане лічильником. Параметрами, що характеризують лічильники, є: місткість, що дорівнює коефіцієнту рахунку, і швидкодія, яка визначається дозволяючою здатністю і часом встановлення. Класифікація лічильників за основними ознаками: · за системою числення лічильники діляться на: двійкові, двійково-десяткові, десяткові, лічильники з основою системи числення нерівним 2 і 10 (перерахункові схеми);На операційних підсилювачах, які створюють математичні операції з аналоговими сигналами, можуть бути реалізовані системи автоматичного регулювання з П та ПІ-регуляторами. Аналогові П та ПІ-регулятори оперують з безперервними сигналами напруги. П та ПІ-регулятори формують наступні співвідношення між сигналами на їхньому вході ? і виході y: а) П-регулятор: IMG_9b30e294-15c3-4c34-aac9-a0ef1eb3ce62 ; (2.1) б) ПІ-регулятор: IMG_92dac0d3-58ac-4ada-80f4-3653c91e2813 , (2.2) де ? - різниця між заданим і поточним значеннями регульованої величини; П-регулятор реалізується за допомогою операційного підсилювача з встановленим коефіцієнтом підсилення Kp, на вхід якого поступає сигнал відхилення ?. П-регулятор реалізується при ключі W замкнутому, ПІ-регулятор при ключі W розімкненому в ланцюзі зворотного звязку операційного підсилювача А3.Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП) перетворюють вхідний цифровий код в вихідний аналоговий сигнал напруги, яка прямопропорційна цьому коду. Одним з найбільш простих є ЦАП з двоїчно-зваженими резисторами і підсумовуванням напруги розрядів за допомогою операційного підсилювача, який працює в режимі інвертуючого суматора. Недоліком є необхідність ретельного підбору резисторів, а також важкість витримати їх значення в робочому діапазоні температур, що особливо позначається при великій кількості розрядів вхідного коду. З метою спрощення розбудови цифро-аналогових перетворювачів з двоїчно-зваженими резисторами промисловістю виготовляються мікросхеми з сіткою резисторів, яка підключається до операційного підсилювача, діючого у режимі інвертуючого суматора. Перетворення коду лічильника в безперервну напругу U1 здійснюється за допомогою інвертуючого суматора з коефіцієнтами передачі по кожному з 8-ми входів пропорційними двійковому числу розряду.Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) застосовуються для перетворення аналогового сигналу вхідної напруги у прямопропорційний даній напрузі вихідний код. Числа подаються на вхід ЦАП, на виході якого напруга змінюється по закону позначеному вхідними числами. Вихідна напруга ЦАП подається на вхід компаратора, де зрівнюється з вхідною напругою АЦП - Uвх. При досягненні вихідної напруги ЦАП значення Uвх компаратор видає сигнал на закінчення роботи цифрового автомату, на виході якого фіксується двійковий код пропорційний вхідній напрузі АЦП. Змінюючи за допомогою змінного резистора R[3]% напругу, що подається на вхід АЦП, проводимо дослідження роботи перетворювача.Стабілізатори напруги підтримують напругу на навантаженні з необхідною точністю при зміні струму навантаження або напруги в мережі. Якість роботи стабілізатора оцінюється коефіцієнтом стабілізації, рівним відношенню відносної зміни напруги на вході до відносної зміни напруги (струму) на виході стабілізатора. У стабілізаторах параметричного типу напруги на виході залишаються практично незмінними при зміні вхідної напруги або струму навантаження в результаті перерозподілу струмів і напруги між окремими елементами схеми. У стабілізаторах к
План
Зміст
Завдання до виконання курсової роботи
Введення
1. Електронний лічильник імпульсів із заданим коефіцієнтом перерахунку
2. Пропорційний і пропорційно-інтегральний регулятори на операційних підсилювачах замкнутої системи автоматичного управління
3. Цифро-аналоговий перетворювач
4. Аналого-цифровий перетворювач АЦП
5. Стабілізоване джерело живлення
6. Конструктивний розрахунок малопотужного силового трансформатора джерела живлення
Висновки
Література
Додаток
Вывод
1. Виконаний розрахунок електронних пристроїв автоматики відповідно завданню на виконання курсової роботи.
2. Розроблені електронні моделі пристроїв автоматики згідно з завданням на курсову роботу з використанням програми Electronics Workbench.
3. Уточнені схеми електронних пристроїв автоматики у процесі дослідження їх роботи на електронних моделях.
4. Виконана наладка електронних пристроїв автоматики в процесі дослідження їх роботи на моделях, розроблених за допомогою програми Electronics Workbench.
5. Збудована тимчасова діаграма роботи електронного лічильника імпульсів із заданим коефіцієнтом перерахунку.
6. Розроблені електронні моделі П та ПІ-регуляторів на операційних підсилювачах замкнутої системи автоматичного керування з застосуванням програми Electronics Workbench.
7. Встановлено, що за рахунок наявності інтегральної складової в ПІ-регуляторі помилка регулювання з часом прагне до нуля.
8. Точність роботи ЦАП і АЦП визначається розрядністю перетворювачів.
9. В процесі дослідження роботи компенсаційного стабілізатора напруги експериментальним шляхом були визначені початкові дані для розрахунку трансформатора джерела живлення.
10. В процесі дослідження роботи компенсаційного стабілізатора напруги експериментальним шляхом була визначена величина місткості випрямляючого моста.
11. Виконаний конструктивний розрахунок малопотужного трансформатора джерела живлення.
12. Здійснена перевірка розміщення всіх обмоток трансформатора у вікні його осердя.
Список литературы
1. Скуратов Е.Г. Электроника и микросхемотехника. Конспект лекций. - Днепропетровск, 2004. - 190 с.
2. Панфилов Д.И., Иванов В.С., Чепурин И.Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: практикум на Electronics Workbench. В 2 т. - М.: ДОДЭКА, 2000. - 288 с.
3. Основы промышленной электроники: Учебник для вузов / В.Г. Герасимов, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков. 3-е изд. - М.: Высшая школа, 1986. -336 с.
4. Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций. - СПБ.: Корона принт, 1998. - 400 с.
5. Буняк А. Електроніка та мікросхемотехніка. Навч. посібник для вищих учбових закладів за професійним спрямуванням 6.0925 - автоматизація та компютерно-інтегровані технології. - К.: 2001. - 382 с.
6. Скуратов Е.Г. Справочные таблицы по расчету маломощных трансформаторов. - Днепропетровск, 2008. - 10 с.
7.Терещук Р.М., Домбругов Р.М., Босый Н.Д. и др. Справочник радиолюбителя в двух частях. Изд.6.Ч.1. - К.: Техніка, 1970. - 680 с.
8. Скуратов Е.Г. Программы моделей электронных схем разработанных в пакете Electronics Workbench. - Днепропетровск, 2008.
9. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1982. - 496 с.
10.Краснопрошина А.А., Скаржепа В.А., Кравец П.И. Электроника и микросхемотехника. - К.: Выща школа. Головное изд-во,1989. - 303 с.
11.Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсная техника. Учебник для электрорадиоприборостроительных техникумов. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1965. - 320 с.
12.Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 320 с.
13.Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Справочник / Р.В. Данилов, С.А. Ельцова, Ю.П. Иванов и др. - М.: Радио и связь, 1987. - 384 с.
14. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Металлургия, 1988. - 352 с.
15. Р.В. Данилов, С.А. Ельцова, Ю.П. Иванов и др. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Справочник / Под. ред. Б.Н. Файзулаева, Б.В. Тарабрина. - М.: Радио и связь, 1987 - 384 с.