LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Синтез, моделі та моделювання алгоритмів мікропроцесорної системи керування електроприводом друкарських машин

номінальна швидість електропривода), у режимі формування заправної швидкості 0.15 - 0.2 n. Режим гальмування повинен здійснюватися з прискоренням, яке дорівнює прискоренню в режимі налагоджувальних операцій.

Розглянуто принцип роботи, напрями розвитку машин цифрового друку. У машинах електрографічного методу відтворення зображення покращення якості відбитків можна досягти збільшенням показника точності регулювання швидкості електропривода.

Сформульовано наукову задачу дослідження, яка полягає в синтезі, оптимізації та моделюванні алгоритмів, завдяки яким підвищується ефективність функціонування друкарських машин.

Другий розділ присвячено синтезу та оптимізації структур алгоритмів за кількістю операторів для забезпечення функціонування мікропроцесорної системи керування електроприводом.

Синтез алгоритмів проводиться у два етапи. На першому етапі синтезуються секвенції, а на другому синтезуються елімінування.

Для забезпечення жорсткості електромеханічних характеристик розробено аналітичні залежності напруги керування для цифрових систем керування. Якщо Uv(t) - напруга зворотного зв'язку за швидкістю, для мікропроцесорної системи вона є вхідною напругою; Um(t) - напруга зворотного зв'язку за струмом, яка пропорційна моменту чи навантаженню, прикладеному на валі двигуна; Uk(t) - напруга керування, яку відпрацьовує мікропроцесорна система; Uz - напруга задавання, яка задається користувачем; s - коефіцієнт навантаження; sq - граничне значення навантаження, то аналітичні залежності мають вигляд:


Uz - Uv(t), якщо s = 1 ,

Uk(t) = (Uz + (-1)j  n U(t)) - Uv(t), якщо 1 < s < sq ,

(Uz + (-1)j  n U(t)) - Uv(t) - Um(t), якщо s > sq ,

де (1)

D  U1(t), якщо |Up - Uv (t)| < C ,

D U2(t), якщо |Up - Uv (t)| C,

 U(t) = U1(t) >> U2(t),

j = 1, якщо Up  Uv (t),

j = 2, якщо Up > Uv (t),

де U(t), U1(t), U2(t) - функції нарощування напруги; Up - напруга первинного перетворювача при заданні швидкості; С, j - константи; D - функція наявності сигналу дозволу обчислень; n - кількість повторень програми у вітках нарощування U1(t), чи U2(t). Сигнал дозволу обчислюється виразом:


1, якщо [V(t) = 1] & [R(r)=1] & (T/4  r  T/2) 

D =  [V(t) = 1] & [R(r)=1] & (0 r T/4) & (V=T/4)

0, якщо [V(t) = 1] & [R(r) = 0] & (0  r  T/2)  

 [V(t)=1] & [R(r)=0] & (0r T/4) & (0


де t - поточне значення часу; V(t) - сигнал переходу через нуль мережі живлення; r - поточне значення часу при надходженні сигналу "запуск" тиристорів у тиристорному перетворювачі R(r); T - період формування сигналу Uk(t), тобто час між двома імпульсами переходу через нульове значення мережі живлення;  , & – знаки логічних операцій "Або" та "І".

Структуру синтезованого алгоритму, в якій реалізуються аналітичні залежності напруги керування, описано виразом (2), де S1 - алгоритм завантаження початкових даних; S2 - алгоритм виведення нульових значень у вихідний канал системи керування; s3 - змінна кількості повторень алгоритму; S4 - блок синхронізації системи керування електропривода з мережею живлення; S5 - алгоритм введення аналогового сигналу напруги, пропорційного швидкості обертання двигуна; S6 - алгоритм часових затримок; S7 - перетворення введеного аналогового сигналу в цифрову форму; S8 - алгоритм введення аналогового сигналу напруги, яка пропорційна моменту навантаження; S9 - алгоритм накладання масок; S101, S102, S103, S104 - формування аналітичних залежностей напруги керування; S11 - алгоритм підрахунку відхилення між напругою задання та напругою зворотного зв'язку; S12 - алгоритм виведення опрацьованого цифрового коду у вихідний канал системи керування з перетворенням його в аналоговий сигнал додатної чи від'ємної полярності; V - ознака кінця алгоритму.


У першій зліва секвенції формули (2) виконуються алгоритми S1 – S9, далі опрацьовується мікропроцесором алгоритм S101, у якому реалізується функція нарощування U1(t), оскільки напруга перетворювача заданої швидкості Up є більшою за напругу зворотного зв'язку за швидкістю на величину С:

U(t) = D  U1(t), якщо |Up - Uv (t)| < C .

У цьому ж алгоритмі функції нарощування присвоюється додатний знак, оскільки j = 2 та відбувається сумування з напругою задання:


Uz - Uv(t), якщо s = 1 ,

Uk(t) = (Uz + n U(t)) - Uv(t), якщо 1 < s < sq ,

(Uz + n U(t)) - Uv(t) - Um(t), якщо s > sq .


На основі властивостей операцій алгебри алгоритмів-секвенцій виконано оптимізацію структури за кількістю операторів.

Оптимізовану структуру алгоритму підтримання швидкості описано виразом (3). Результатом оптимізації є зменшення кількості операторів в 1.3 раза.


Також синтезовано і оптимізовано алгоритми налагоджувальних операцій, формування заправної швидкості, підтримання швидкості, переключення робочих швидкостей, гальмування двигуна. Результати оптимізації за критерієм кількості операторів наведено в табл. 1.


У третьому розділі описана побудова та дослідження математичних моделей алгоритмів налагоджувальних операцій, формування заправної швидкості, розгону двигуна, підтримання робочих швидкостей, переключення робочих швидкостей, гальмування двигуна. Математична модель структури алгоритму будується шляхом заміни його змінних операторів термінальними і заданням області визначення для змінних та області значень для термінальних операторів.

Структура алгоритму часової затримки S6 наведена формулою (4), де R(rd, c0), R(ra, c1) – двомісні оператори; B(ra', c2, ra), B(rd', c2, rd) – змінні тримісні оператори; ra , rd – змінні циклів.

Теорема 1. Структура алгоритму часової затримки має модель.

Доведення виконуємо побудовою математичної моделі.

У моделі алгоритму часової затримки R(rd, c0) – оператор завантаження константи c0 у регістр старших розрядів rd; R(ra, c1) - оператор завантаження константи c1 у регістр молодших розрядів ra; B(ra', c2, ra), B(rd', c2, rd) – оператори обчислення різниці між ra і c2 та rd і c2 із наступним завантаженням в ra' та rd' ; ura' , urd' - умови нульових значень ra' та rd'.


Таблиця1

Результати оптимізації

Назва алгоритму

К-сть операторів
до оптимізації

К-сть операторів