Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Software and Hardware Implementation of the Converter of Control Actions Based on the Microcontroller ATmega328p

Karpov E.K., Kuznetsova E.M.

Abstract


Целью данной работы является изучение возможности практической реализации нового информационного подхода к автоматическому регулированию на базе микроконтроллерной техники. В современных автоматических системах алгоритмы управления основаны на методах нечеткой логики и использовании искусственных нейронных сетей. Применение разрабатываемого преобразователя управляющих воздействий не требует сложной настройки параметров регулятора с помощью экспертных оценок или проведения процесса «обучения». Анализ научной литературы и современных публикаций выявил отсутствие стандартных библиотек для программирования таких преобразователей на микроконтроллерах или программируемых логических контроллерах. В основной части статьи проведено сравнение аппаратной реализации и принципа работы звена чистого запаздывания и преобразователя управляющих воздействий, разработан алгоритм их выполнения на микроконтроллере ATmega328P. Предлагаемый авторами вариант программной реализации преобразователя управляющих воздействий нулевой вибрации позволяет получить погрешность временной задержки не более 2 %. По результатам экспериментальной оценки разработаны рекомендации по коррекции значений времени запаздывания с учетом требований программного обеспечения микроконтроллера для реализации полученного регулятора. Применение регулятора, работающего на основании новых информационных подходов, позволяет уменьшить время переходного процесса в системах второго порядка с единичной обратной связью и снизить значение перерегулирования до нуля.

Keywords


converter of control actions; microcontroller; time lag; transfer function; overshoot; transient time

Full Text

Galleys

PDF (Русский)
References References

Lawrence J., Singhose W. Robustness of Input Shaping to Non-linear Crane Dynamics // Woodruff School of Mechanical Engineering Georgia Institute of Technology - Atlanta, Georgia, 2008.

Hromcik M., Vyhlidal T. Inverse Feedback Shapers for Coupled Multibody Systems // Ieee Transactions on Automatic Control. 2017. Vol. 62. No. 9. Pp. 4804-4810.

Huey J. R., Singhose W. Design of proportional-derivative feedback and input shaping for control of inertia plants // Iet Control Theory and Applications. 2012. Vol. 6. No. 3. Pp. 357-364.

Vyhlidal T., Hromcik M., Kucera V. Inverse signal shapers in effective feedback architecture // 2013 European Control Conference. 2013. P. 4418-4423.

Lamar D. G., Fernandez A., Arias M., Rodriguez M., Sebastian J., Hernando M. M. A unity power factor correction preregulator with fast dynamic response based on a low-cost microcontroller // Ieee Transactions on Power Electronics. 2008. Vol. 23. No. 2. Pp. 635-642.

Liu K. P., Zeng J. P., Yang M., Jiang C. H. Design of Multi-stage Optimal Arbitrary Time-delay Filter // Advanced Design and Manufacturing Technology III, Pts. 1-4. 2013. Vol. 397-400. Pp. 1510-1514.

Robertson M. J., Singhose W. E., Aacc Multi-level optimization techniques for designing digital input shapers // Proceedings of the 2001 American Control Conference, Vols 1-6. 2001. P. 269-274.

Lawrence J., Singhose W. Robustness of Input Shaping to Non-linear Crane Dynamics // Woodruff School of Mechanical Engineering Georgia Institute of Technology - Atlanta, Georgia, 2008.

Балакирев В. С., Дудников Е. Г., Цирлин А. М. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. - М. : Энергия, 1967. 232 с




DOI: http://dx.doi.org/10.22213/2410-9304-2018-4-95-102

Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2018 Карпов Е.К., Кузнецова Е.М.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 1813-7911