Оглавление 7
ВВЕДЕНИЕ 9
1. Объект управления 12
2. Обзор основных способов регулирования напряжения 15
2.1. Скалярная форма представления ШИМ 16
2.2. Векторная форма представления ШИМ 16
3. Микропроцессорная реализация 20
3.1. Особенности микропроцессорной реализации 20
3.2. Основные способы микропроцессорной реализации ШИМ 23
3.2.1. Программный способ формирования импульсов 24
3.2.2. Аппаратный способ формирования импульсов 25
3.3. Изменение частоты 28
3.3.1. Первый способ 29
3.3.2. Второй способ 30
3.3.3. Третий способ 31
3.3.4. Четвертый способ 32
3.4. Регулятор 35
3.5. Настройка регулятора 37
4. Программное обеспечение 45
4.1. Определение требований к ПО 45
4.1.1 Требования к функционалу и безопасности 45
4.1.2. Требования к эффективности 47
4.1.3 Требования к интерфейсу 48
4.2 Проектирование ПО 50
4.3 Кодирование ПО 54
4.3.1 Настройка микропроцессора 54
4.3.2 Кодирование блока управления вентилями 61
4.4. Верификация ПО 66
5. Экономическое обоснование ВКР 70
5.1 Концепция 70
5.2 График выполнения ВКР 71
5.3 Себестоимость разработки 71
5.3.1 Затраты на расходуемые материалы 72
5.3.2 Основная заработная плата 72
5.3.3 Дополнительная заработная плата 73
5.3.4 Затраты на электроэнергию для технологических целей 73
5.3.5 Затраты на социальные нужды 74
5.3.6 Затраты нанакладные расходы 75
5.3.7 Амортизационные отчисления 75
5.3.8 Себестоимость 77
5.4. Заключение по главе 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Купить

В современном производстве стали широко применяться системы автоматизации, инструментом которой стали двигатели постоянного и переменного тока (ДПТ). При этом, начиная с конца прошлого столетия, наблюдается посте-пенный переход к использованию двигателей переменного тока, в особенности асинхронные двигатели (АД) с короткозамкнутой обмоткой.
Этот переход в первую очередь обусловлен простотой конструкции, обслуживания и эксплуатации, высокой надежностью и низкой стоимостью производства АД. Повышению надежности и удешевлению обслуживания поспособствовал отказ от использования щеточно-коллекторного аппарата. При этом с переходом на АД, остается потребность в точном регулировании частоты вращения. При использовании ДПТ в зависимости от технологической задачи это решалось с помощью реостатного регулирования либо тиристорных выпрямителей. При использовании АД для обеспечения плавного изменения скорости требуется источник переменного напряжения и переменной частоты, именуемый частотным преобразователем (ЧП). В упрощенном виде ЧП представляет собой управляемый или неуправляемый выпрямитель в связке с управляемым инвертером напряжения либо тока.
Немаловажным фактором, стимулирующим переход к использованию двигателей переменного тока, и АД, в частности, стало развитие и удешевление устройств силовой электроники, связанного с созданием быстродействующих и энергоэффективных MOSFET-транзисторов и транзисторов с изолированным затвором. Развитие и удешевление микропроцессорной техники привело к замене аналоговой системы управления (СУ) и переходу к микропроцессорной системе управления (МПСУ).
В соответствии с [1], выполнение данной ВКР направлено на систематизацию и расширение полученных знаний в области преобразовательной техники, цифровой и аналоговой электроники, микропроцессорной технике и теории автоматического управления, привитие практических навыков в решении задач профессиональной деятельности, в том числе получение опыта работы с микроконтроллерами семейства ARM, в моделировании работы микропроцессорных устройств и устройств силовой техники.
Таким образом, объектом исследования в ВКР является система управления АИН. Предметом исследования являются способы управления и их микро-процессорная реализация.
Целью ВКР является разработка программного обеспечения СУАИН в соответствии с техническими требованиями, указанными в задании на ВКР.
Согласно [2] программное обеспечение представляет собой совокупность компьютерных программ и документов, необходимых для эксплуатации этих программ. Процесс его разработки включает в себя следующие процессы: определения требований к ПО, проектирование ПО, кодирование ПО, его интеграция и верификация.
Исходя из всего вышесказанного, для разработки ПО необходимо решить следующий ряд задач:
• рассмотрение алгоритмов управления вентильным блоком АИН;
• рассмотрение микропроцессорной реализации СУ ВБ;
• рассмотреть СУ АИН и его микропроцессорную реализацию;
• определение требований к ПО;
• проектирование ПО;
• кодирование ПО;
• интеграция и верификация ПО методом компьютерного моделирования.
Уникальность задач и их решений заключаете в первую очередь в том, что в данной работе проделаны все этапы создания программного обеспечения.
Обзор различных источников показал, что на сегодняшний день нет литературы, в которой бы рассматривались все этапы создания современного ПО для устройств преобразовательной техники. Чаще всего все ограничивается обобщенными алгоритмами работы устройств и, в отдельных случаях, реализацией СУ аналоговыми средствами. Немаловажный вклад в рассмотрение этого во-проса был сделан в работе [3], некоторые результаты и рассуждения, из которой будут использованы в данной ВКР.
Несмотря на то, что темой работы является разработка программного обеспечения, будет рассмотрена и аппаратная часть системы управления, т.к. в процессе будут решаться задачи выбора между аппаратной и программной реализацией блоков системы управления.
Купить