- •Минобрнауки россии
- •Задание на магистерскую диссертацию
- •Реферат
- •Аннотация выпускной квалификационной работы
- •Характеристика вкр
- •Summary
- •Сожержание
- •Определения, обозначенияисокращения
- •Введение
- •1 Разработка концепции и аппаратная реализация проектируемого стенда
- •1.1 Обзор существующих решений
- •Лабораторный стенд «Система автоматического регулирования электродвигателей постоянного и переменного тока»
- •1.1.2. Лабораторный стенд «Исполнительный двигатель постоянного тока»
- •1.1.3. Лабораторный стенд «Исполнительный бесколлекторный двигатель постоянного тока ибдпт1-н-к»
- •1.1.4. Лабораторный стенд «Исследование двигателя и генератора постоянного тока»
- •1.1.5 Тренажер управления двигателем постоянного токаQnet dcmct
- •1.1.6 Обобщение и выбор прототипа
- •1.2 Концепция аппаратной реализации стенда и его функциональное назначение
- •1.3 Аппаратная реализация
- •1.3.1 Выбор элементной базы
- •1.3.2 Лабораторная платформа nielvisii
- •Настольная рабочая станция элвис II
- •1.3.3 Требуемое программное обеспечение Программное обеспечение ni LabView
- •Программное обеспечение ni elviSmx
- •Daq Assistant
- •Control Design Module
- •SimulationModule
- •2. Построение математической модели двигателя постоянного тока и системы тестирования
- •2.1 Математическая модель дпт
- •2.2 Расчет параметров дпт
- •2.3 Разработка системы автоматического управления
- •2.4 Разработка системы тестирования
- •2.4.1 Формирование модуля шим Общие сведения о шим
- •Цифровой синтез сигналов в системе LabView
- •Синтез сигналов с широтно-импульсной модуляцией
- •2.4.2 Формирование канала управления с помощью daqAssistant
- •Взаимодействие компьютера с устройствами сбора данных
- •Создание типового daq приложения
- •3. Программное и методическое обеспечение исследовательского стенда с дпт
- •3.1Программная реализация математической модели дпт в LabView
- •3.1.1. Формирование модели дпт с помощью цикла For
- •3.1.2. Задание модели дпт с использование передаточной функции
- •3.1.3. Реализация модели посредством структурной схемы
- •3.2. Разработка вариантов реализации измерительного канала
- •3.2.1 Внешний энкодер (тахометр)
- •3.2.2. Встроенный энкодер
- •Проектирование основного управляющего цикла
- •3. 4 Методика работы с исследовательским стендом
- •4 Понятие об электробезопасности
- •4.1 Общие понятия
- •4.2 Сети напряжением до 1кВ
- •4.3 Безопасность ni elvis II
- •4.4 Электромагнитная совместимость
- •4.5 Предохранители защитной платы
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение 1
- •Приложение 3
Заключение
Целью выпускной квалификационной работы являлась разработка исследовательский стенд с двигателем постоянного тока и соответствующего специального программного обеспечения.
Из сравнительного анализа функциональных особенностей рассмотренных в обзоре существующих технических решений (прототипов), определены основные функции проектируемого стенда: моделирование двигателя постоянного тока, исследование объекта управления, синтез систем автоматического управления скоростью двигателя, отладка систем автоматического управления на математической и физической модели.
Конструктивно электромотор размещен на макетной плате NIELVISII, обеспечивающей необходимый интерфейс для цифрового управления величиной входного напряжения, подаваемого на обмотки ротора электромотора. На вал электромотора установлен нагрузочный диск, имитирующий инерционность внешних устройств и позволяющий создавать внешнюю нагрузку на валу электромотора.
Для определения работоспособности двигателя постоянного тока разработана система тестирования, с помощью которой можно запускать двигатель, а также управлять его питанием посредством ШИМ. Также спроектирован и реализован измерительный канал скорости в двух исполнениях (внешний/внутренний датчик). Вариативный подход к реализации измерительного канала позволяет расширить набор функций, а также проводить сравнительные исследования точности измерения.
В основу концепции специального программного обеспечения заложена следующая идеология: сформировать систему, объединяющую математическое моделирование САУ ДПТ в LabVIEWи систему управления в режиме реального времени.
К особенностям разработанного программного обеспечения относятся:
Разработанная система является расширяемой за счёт возможностей пакета математического моделирования NILabVIEWи простоты использования графического языка программированияG– существует возможность добавлять необходимые функции анализа переходных процессов. Так, например, могут быть введены модули автоматического расчета показателей качества переходных процессов, проверки допустимости уровня напряжения и т.д.
В качестве основного регулятора могут использоваться любые структуры, как например, модальный регулятор, системы подчиненного регулирования с различными настройками и т.д. Таким образом, разработанное программное обеспечение позволяет реализовать полноценный исследовательский функционал.
Разработанное программного приложение, входящее в состав ПО исследовательского стенда с двигателем постоянного тока, отлажено и подготовлено для регистрации в качестве программы для ЭВМ с получением соответствующего свидетельства о государственной регистрации.
Ввиду того, что разработанный стенд планируется вводить в качествеучебного оборудования в лабораторные курсы дисциплин учебного плана бакалавров «Теория автоматического управления» и «Проектирование систем управления в пакете математического моделирования NILabView», составлена методика работы с разработанным стендом. Планируется использование указанной методики в качестве основы для составления методических указаний к лабораторным работам.
Следует отметить, что при выполнении выпускной квалификационной работы были решены все задачи, предусмотренные техническим заданием для достижения поставленной цели.