ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ATMEGA328P
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-4-95-102Ключевые слова:
преобразователь управляющих воздействий, микроконтроллер, чистое запаздывание, передаточная характеристика, перерегулирование, время переходного процессаАннотация
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.Библиографические ссылки
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
