Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ УГЛА 9
1.1 Способы дистанционной передачи угла 9
1.2 Передача угла при помощи сельсинов 10
1.3 Передача угла при помощи вращающегося трансформатора 13
1.4 Передача угла при помощи энкодера 15
1.5 Цель и задачи работы 16
2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ И СТЕНДА 17
2.1 Формулирование требований к стенду 17
2.2 Выбор двигателя 17
2.2.1 Выбор электродвигателя 17
2.2.2 Выбор силовых ключей 18
2.2.3 Выбор силового источника питания 19
2.2.4 Выбор пассивных элементов для силового источника питания 20
2.3 Выбор элементов системы управления стенда 20
2.3.1 Выбор сельсинов 20
2.3.2 Выбор трансформатора для сельсинов 21
2.3.3 Выбор управляющего устройства 22
2.3.4 Выбор кварцевого резонатора 23
2.3.5 Выбор пассивных элементов для микроконтроллера 23
2.3.6 Выбор драйверов для управления силовыми транзисторами 24
2.3.7 Выбор вспомогательных элементов драйвера 24
2.3.8 Выбор элементов гальванической развязки 25
2.3.9 Выбор вспомогательных элементов для гальванической развязки 26
2.3.10 Выбор элементов управления 26
2.3.10 Выбор элементов индикации 28
2.3.11 Выбор вспомогательных элементов для индикации 29
2.3.12 Выбор энкодеров 30
2.4 Выбор источников питания для системы управления 31
2.4.1 Выбор источника питания драйверов 31
2.4.2 Выбор пассивных элементов для источника питания драйверов ... 32
2.4.3 Выбор источника питания слаботочной цепи 32
2.4.4 Выбор пассивных элементов для источника питания слаботочной
цепи 33
2.5 Разработка нормирующего устройства 33
2.5.1 Выбор операционного усилителя 33
2.5.2 Выбор резисторов 34
2.5.3 Выбор стабилитрона 34
2.5.4 Выбор резистора на входе сигнала источника питания - 1/П 34
2.5.5 Выбор подстроечного резистора 35
2.5.6 Выбор блока питания 35
2.5.7 Выбор пассивных элементов для блока питания 35
2.6 Выбор элементов системы защиты 36
2.7 Выбор делителя напряжения 37
2.8 Разработка фазочувствительного выпрямителя 37
2.9 Выбор регулятора положения 39
2.10 Разработка лицевой панели учебного стенда 39
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 41
3.1 Описание блок-схемы алгоритма программы управления
электродвигателем 41
3.1.1 Прерывание АЦП 41
3.1.2 Прерывание таймера Т0 42
3.1.3 Прерывание таймера Т2 42
3.1.4 Внешнее прерывание INT0 43
3.1.5 Прерывание таймера Т1 43
3.2 Описание блок-схемы алгоритма программы индикации передаваемого угла 43
3.2.1 Прерывание таймера Т0 43
3.2.2 Внешнее прерывание INT0 44
3.2.2 Внешнее прерывание INT1 44
3.3 Разработка программного обеспечения 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 4
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
В настоящее время вопрос о дистанционной передаче угла имеет важное значение. Достаточное количество разнообразных производств используют данную технологию - начиная от передачи угла поворота флюгера на метеостанции или ветрогенераторе и заканчивая сложнейшей аппаратурой в авиапромышленности, необходимой каждому новому самолёту.
Несмотря на быстрое развитие технологий в большом количестве специальной техники используются аналоговые способы дистанционной передачи угла.
В связи с этим появляется потребность в специалистах, способных не только производить, но и правильно пользоваться данными приборами: знать их основные характеристики, режимы работы, а также собирать системы автоматического регулирования положения. Для подготовки таких специалистов нужна лабораторная база, которая может располагаться как в учебных заведениях, так и в центрах повышения квалификации промышленных предприятий. Поэтому целью данной работы будет разработка учебного стенда, посвященного реализации дистанционной передачи угла.
В рамках данной выпускной квалификационной работы был разработан лабораторный стенд «Дистанционная передача угла», позволяющий освоить принципы работы датчиков углового положения - сельсинов, а также собрать и настроить систему автоматического поддержания заданного углового положения.
Разработана функциональная схема лабораторного стенда. Осуществлен выбор электродвигателя и датчиков положения. При решении вопроса управления двигателем была разработана микропроцессорная система управления, которая, в свою очередь, в зависимости от угла рассогласования, способна управлять скоростью и направлением вращения двигателя. Для расчета и вывода индикации передаваемого угла была разработана отдельная система управления. На основе обозначенных возможностей системы управления и вывода индикации был произведен выбор необходимого оборудования, элементной базы, была разработана аналоговая схема нормирующего устройства, а также реализация на основе микроконтроллера пропорциональноинтегрального регулятора и интегрального фазочувствительного выпрямителя. Помимо этого, были подобраны соответствующие блоки питания и элементы защиты.
Для последующей реализации печатной платы был выполнен чертеж электрической принципиальной схемы, на которой отражено внутреннее устройство микропроцессорной системы управления, показаны входные внешние сигналы и подключение питания.
Далее для реализации стенда была разработана лицевая панель, на которой изображены основные элементы системы и выведены все необходимые клеммы, индикаторы и узлы для взаимодействия студентов непосредственно с учебным стендом.
