Алгоритмы сбора данных и управления

Алгоритм работы автоматизированной системы имеет циклический характер и может быть представлен схемой, изображенной на рис. 10.

Рисунок 10 – Общий алгоритм

Особенности реализации отдельных его частей (блоков) пояснены ниже:

1. При сборе данных с датчиков (блоки 2 и 3 алгоритма) возникает задача расчета значений измеряемых величин. Измерительные каналы имеют структуру, изображенную на рис. 4.9. Функции преобразования датчиков линейны Y=A⋅ X, а функции преобразования АЦП имеют вид:

, (8)

где N – разрядность АЦП; D – входной диапазон АЦП. Следовательно, полная функция преобразования измерительного канала будет иметь вид:

, (9)

а приближенное значение X можно вычислять по формуле:

, (10)

2. Измерение положения каретки (блок 2 алгоритма) выполняется многократно (n=30) с максимально возможной частотой, расчет значения измеряемой величины выполняется в соответствие с формулой (1) по «скользящему» алгоритму, рассмотренному в разделе «Оптимизация циклических расчетных алгоритмов». При управлении перемещением подвижной каретки (блок 2 алгоритма) используется алгоритм П-регулятора. Этот алгоритм работает в дискретном времени, поскольку электродвигатель способен воспринимать управляющие воздействия, поступающие на его вход с периодом не меньше Δ t₂=0, 2 сек. Завершение перемещения каретки выполняется при одновременном достижении двух условий:

1) Абсолютное значение ошибки позиционирования не превышает L_ш = 10 мм;

2) Абсолютное значение скорости перемещения не превышает L_ш/Δ t₂= 10мм/0, 2c = 50 мм/с.

Для достижения необходимой «точности» управления значение коэффициента пропорционального усиления П-регулятора должно выбираться из условия .

3. Измерение биений вала (блок 3 алгоритма) в каждом сечении выполняется n = 88 раз с периодом Δ T_изм = 0, 01 с. После измерений (блок 4) выполняется сглаживание выборки методом медианной фильтрации по 3 точкам и отображение графика биений на экране ЭВМ, а также контроль выборочных значений на выполнение условия |Z_i – 2, 5| < 3.

4. Перемещение каретки осуществляется на роликах радиусом R=25 мм, следовательно максимальная скорость перемещения составит мм/c, а обратная функция преобразования канала управления кареткой U = V/41, 8 + 5 В⋅ с/мм.