Аннотация 2
Определения, обозначения и сокращения 7
Введение 8
1 Постановка задачи 10
1.1 Техническое задание на разработку программного обеспечения 10
1.1.1 Общие требования 10
1.1.2 Назначение программного обеспечения 10
1.1.3 Требования к программному обеспечению 10
1.2 Анализ технического задания 11
2 Специальная часть 12
2.1 Динамически настраиваемый гироскоп 12
2.2 Вентильный электродвигатель 14
2.3 Блок управления вентильным электродвигателем динамически настраиваемого гироскопа 17
2.4 формирователь сигналов управления 21
2.5 Блок управления с использованием программируемой логической
интегральной микросхемы 24
2.6 Блок управления с использованием микроконтроллера 26
2.7 Сравнение результатов выполнения технического задания цифрового
формирователя сигналов на программируемой логической схеме и микроконтроллере 32
3 Основной раздел 34
3.1 Выбор языка программирования 34
3.2 Выбор среды разработки программного обеспечения 35
3.3 Рабочее место 38
3.4 Программа управления вентильным электродвигателем динамически
настраиваемого гироскопа 41
3.4.1 Алгоритм работы программы 42
3.4.2 Настройка и установка программного обеспечения Keil V.5 44
3.4.2 Настройка порта таймеров 48
3.7 Настройка таймера в режиме ШИМ 55
3.4.3 Настройка таймера в режиме счетчика с прерыванием 57
3.4.4 Настройка порта клавиш управления двигателем 60
3.4.5 Настройка клавиш управления двигателем 64
3.4.6 Настройка двигателя 66
Заключение 79
ПРИЛОЖЕНИЕ А 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
В настоящее время все большую популярность получают автоматизированные электропривода. Технические средства автоматизации электропривода с применением полупроводниковых преобразователей находят все большее практическое применение в таких областях, как: аэрокосмическая техника, транспорт, машиностроение, металлургия, медицина, самолетостроение и так далее. К электроприводам предъявляются особые технико -экономические требования, которые повышаются, в зависимости от сферы их применения.
В аэрокосмической технике для создания чувствительных элементов - ДНГ применяется электропривода на основе ВЭД. ВЭД - это электродвигатель постоянного тока, в котором щеточно-коллекторный узел заменен на полупроводниковый коммутатор.
ВЭД имеют следующие достоинства:
- долгий срок эксплуатации;
- высокое КПД - более 90%;
- широкий диапазон изменения частоты вращения;
- большой пусковой момент;
- хороший массогабаритный показатель;
Эти качества обеспечиваются при использовании особых материалов и сплавов, а также дорогостоящих сплавов магнитов (типа самарий-кобальт).
Одним из недостатков ВЭД является необходимость наличная электронного блока управления. Основной составляющей БУ являются - цифровые системы управления, созданные на микроконтроллерах или программируемых логических интегральных схемах.
Универсальность и гибкость МК, как устройств с программируемым управлением, делает их использование все более популярным. Широкое применение в различных управляющих системах и цифровых устройствах, позволяет произвести замену аппаратных функций управления на программирование МК.Микроконтроллер представляет собой готовую интегральную схему. Существуют специализированные МК, предназначенные для управления ВЭД. В них входит все необходимое для работы. Встроенные элементы, такие как ЦАП, АЦП, компараторы, таймеры. Возможность подключать и производить обмен данными с помощью UART, USB, CAN, I2C, делает МК более гибким для управления ВЭД. Можно получить многофункциональное устройство. Для поставленных задач этого достаточно.
Аэрокосмическая техника управляется при помощи электроники. Ранее широко применялись компоненты зарубежного производства, но в связи с импортозамещением, вынуждены производить замену зарубежной микроэлектроники на отечественную.
Предприятие АО «НПО электромеханики», заменяет ПЛИС фирмы Xilinx на отечественный МК АО «ПКК Миландр» в БУ ВЭД.
Исходя из вышеперечисленного, была поставлена следующая задача: используя отечественный МК, выполнить управление электропривода ВЭД, написав код программы для цифрового формирователя сигналов.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы рассмотрен
вентильный электропривод ротора динамически настраиваемого гироскопа.
Рассмотрен принцип работы вентильного привода ротора ДНГ. На основе этого были изучены функциональная и структурная схема блока управления вентильным двигателем, разработанная на предприятии.
Освоена среда разработки Keil V.5, которая поддерживает язык программирования СИ.
Разработан алгоритм и код работы контроллера в режимах запуска и разгона до резонансной скорости ротора ДНГ.
Рассмотрен вариант модернизации блока управления вентильного двигателя, с использованием контроллера отечественного производства АО «ПКК Миландр» 1986ВЕ94Т, в связи с импортозамещением импортных комплектующих. Выбор удовлетворяет требованиям, указанным в техническом задании.
