Синтез системы автоматического управления кистью руки Терминатора
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ментов.
Для синтеза аппаратного корректирующего устройства будем применять RC-цепочки, согласно (58). Но для упрощения разобьем наше КУ на два последовательных
(41)
На рисунках 13 и 14 представлены первый и второй каскады корректирующего устройства.
Рисунок 13 - Первый каскад корректирующего устройства
Рисунок 14 - Второй каскад корректирующего устройства
Для получения требуемого коэффициента усиления были поставлены 3 операционных усилителя.
Выберем емкости конденсаторов для 1, 2 и 3 звеньев первого каскада:
C1=С2=С3=20 нФ, т.е. (кОм),
(кОм)
(кОм),
(кОм)
(мОм),
(кОм)
Выберем емкости для второго каскада: С3=С4=100мФ
(Ом)
(Ом)
Для последнего звена: C7=10мкФ, C6=20мкФ, L1=200Гн.
(Ом)
(Ом)
На рисунке 15 представлена функциональная схема с корректирующим устройством.
Рисунок 15 - Функциональная схема САУ захватом руки робота андроида с корректирующим устройством
Построим для системы с корректирующим устройством переходный процесс и определим показатели качества.
Переходный процесс строится с использованием програмы MathCad и представлен на рисунке 16.
Из графика видно, что процесс позиционирования захвата значительно улучшился. За 4 секунды захват способен осуществить позиционирование (5 секунд по техническому заданию).
Из всего сказанного можно сделать вывод, что коррекция системы проведена успешно, корректирующее устройство справляется со своей задачей. Система увеличила запасы устойчивости, увеличилось быстродействие.
Рисунок 16 - Переходный процесс скорректированной системы
7.2 Синтез программного корректирующего устройства
Запишем передаточную функцию корректирующего устройства в виде z-разностных уравнений, для чего воспользуемся программой для преобразования передаточной функции в разностное уравнение (рисунки 17-20).
Рисунок 17 - Задание начальных параметров (шаг 1)
Рисунок 18 - Ввод передаточной функции (шаг 2)
Рисунок 19 - Результат преобразования (шаг 3)
Рисунок 20 - Окно О программе
Ук(nT)= 3,75x(nT)-1,25x((n-1)T)
Код программы коррекции:
;Расчет разностного уравнения
; x - входной сигнал
; y- выходной сигнал_port EQU 1lh; номер порта для чтения_port EQU 12h; номер порта для записи
Al EQU 3.75;
А2 EQU 1.25;EQU 0;, x2, DB 0
;выделение памяти под переменные x(k-l), x(k-2)
yl, DB 0
; выделение памяти под переменную y(k-l)
; вычисляем значение выражения y(k)=Al*х1+А2*х2+В1*у1: ;метка начала цикла коррекцииal, i_port; чтение данных из портаal,Al; вычисление слагаемого А1*х1bl, al; сохранение результата в bl
; в результате имеем А1*х1 в регистре blal, X2; вычислениеal, А2; слагаемого А2*х2bl, al; прибавление к предыдущему результату
; в результате имеем А1*х1+А2*х2 в регистре blal, yl; вычислениеal, Bl; слагаемого Bl*ylbl, al; прибавление к предыдущему результатуbl, al; прибавление к предыдущему результату
; в регистре bl имеем результат вычисления всего выраженияo_port, bl; вывод управляющего сигнала из blstart; зацикливание на начало программы
7.3 Выбор корректирующего устройства
Были рассмотрены два вида корректирующих устройств: программное и аппаратное. Отличительной особенностью аппаратных КУ является их высокое быстродействие. Однако при современных вычислительных мощностях персональных и промышленных компьютеров этот факт не является решающим.
Наиболее важным на сегодняшний день является такой фактор как преемственность, или возможность безболезненного переноса КУ с одной системы на аналогичную.
Перенос аппаратного КУ является затруднительным, т.к. все параметры такого КУ являются жесткими и даже при небольших отличиях систем становится непригодным. Программное КУ с этой точки зрения является предпочтительным. Переносимость с одной платформы на другую, легкость эксплуатации и поддержания работоспособности. Возможно легко изменять параметры программы коррекции, что позволяет использовать одну программу для нескольких аналогичных систем.
Заключение
В ходе курсового проектирование была разработана система автоматического управления рукой робота андроида (Терминатора). Система формируется с учетом микропроцессорного управления.
На первом этапе проектирования была подобрана элементная база, были найдены передаточные функции элементов и всей непрерывной системы в целом. Далее было проведено исследование непрерывной системы.
Ввиду недопустимого системного управления было решено синтезировать корректирующее устройство. Синтез желаемой системы осуществлялся по методу запретной зоны.
Был осуществлен синтез корректирующего устройства двух типов: аппаратного и программного. Оба типа корректирующих устройств удовлетворяют требованиям по коррекции, ввиду явных улучшений характеристик.
Исследуя положительные и отрицательные черты этих двух типов корректирующих устройств, было решено установить программу коррекции.
Таким образом, после продолжительного проектирования была получена дискретная система автоматического управления, удовлетворяющая требования, поставленным в техническом задании. Работоспособность системы подтверждается многочисленными характеристиками, приведенными в отчете.
Список используемой литературы
1. Бесекерский В.А. Теория систем автоматич