CHƯƠNG 4 THIẾT kế PHẦN CỨNG

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Sơ đồ khối tổng quát hệ thống điều khiển động : KHỐI XUẤT DỮ LIỆU KHỐI NHẬP DỮ LIỆU KHỐI NGUỒN + TÁCH ZERO + LỆCH PHA KHỐI VI XỬ LÝ KHỐI KHUẾCH ĐẠI VÀ CÁCH LY MẠCH CÔNG SUẤT KHỐI HỒI TIẾP Nhiệm vụ khối hệ thống : Khối nguồn + tách zero + lệch pha : + Tạo nguồn nuôi +5V,+24V cho mạch điều khiển + Tạo góc lệch pha π + Tách điểm zero để xác đònh thời điểm ứng với góc kích không Khối vi xử lý : + Phát xung kích cho SCR + Xử lý tín hiệu hồi tiếp, tín hiệu nhập + Hiển thò kết Khối khuếch đại cách ly : + Khuếch đại tín hiệu kích từ vi xử lý để kích SCR + Cách ly mạch điều khiển mạch động lực Mạch công suất : + Chỉnh lưu điện áp xoay chiều ba pha thành điện áp chiều cung cấp cho động DC Khối hồi tiếp : + Hồi tiếp tín hiệu áp dòng để hiệu chỉnh tốc độ moment động Khối nhập liệu : + Đưa liệu người sử dụng mong muốn vào vi xử lý Khối xuất liệu : + Hiển thò kết lên led đoạn Mạch công suất : Sử dụng động DC 6000W có điện áp đònh mức U đm = 24VDC, dòng điện đònh mức Iđm = 250A, tốc độ quay xác lập 1500 RPM, thời đạt tốc độ xác lập 5s Ở sơ đồ cầu chỉnh lưu SCR dẫn 1/3 chu kì áp nguồn nên trò trung bình dòng điện qua là: I TAV = I đm 250 = = 83,33A 3 Điện áp khoá áp ngược cực đại đặt lên SCR là: U DRM = U RRM = 3U m = 6U = 220 = 538,89 V Chọn hệ số an toàn dòng KI=2 Hệ số an toàn áp KU=3 Áp khoá áp ngược cực đại SCR là: Uchọn= KU.UDRM = 1616,66V Dòng trung bình cực đại qua SCR : Ichọn = KI.ITAV = 166.66A Ta chọn SCR có số hiệu BStN 35110 có tham số kó thuật sau: type UDRM (V) UDSM (V) ItRMS (A) IFav (A) ItSM (A) PGmax (W) By t (ns) BStN 35110 1650 1650 440 280 6160 20 10000 ∫ i dt Ugt (V) Igt (A) Ih (A) Ugmax (V) Igmax (A) tq (ms) D Case No (A2s) 190000 1.5 0.25 0.25 10 10 200000 S DIN41893 361 Bảo vệ dòng cho linh kiện ta dùng cầu chì tác động nhanh có dòng đònh ∫ i dt mức 105A, tích phân dòng ngắn mạch để cầu chì chảy (A2s) =155000 Bảo vệ áp ta sử dụng mạch RC song song với hai chân A, K SCR Dùng mạch R//C mắc song song hai chân G, K SCR để chống kích nhầm nhiễu nên mắc gần SCR Để hồi tiếp điện áp ta dùng máy phát tốc (tachometer) có tỷ số điện áp tốc độ quay 1000 (vòng/phút)/8.2Volt nhằm cách ly mạch điều khiển mạch điều khiển mạch động lực Dùng điện trở shunt = 0.001 Ohm để hồi tiếp dòng để hiệu chỉnh moment Sơ đồ mạch động lực : C C u C 1u R 33 Q R C 10 u C 1u R 100 33 Q R u C 1u R 10 100 33 Q R 100 PH A A t PH A Bt PH A Ct M O TO R SER VO C C 12 u C 1u R 33 Q R C 4 u 100 C 11 1u R 12 33 Q F1 R 11 u 100 C 1u R 33 Q F1 R 100 F SHUNT P H A ÛN H O ÀI D O ØN G PH A A s PH A Bs PH A Cs PH A A t PH A Bt PH A Ct P11 S11 P12 S12 P21 S21 P22 S22 U P31 S31 P32 S32 TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP: Điện áp cuộn sơ cấp : USC = 380V Điện áp cuộn thứ cấp : UTC = 18V Tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp máy biến áp : F + + A T - F1 F1 TA C H O M E TE R P H A ÛN H O ÀI A ÙP K= N TC U TC 18 = = = 0.047 N SC U SC 380 Trò hiệu dụng dòng điện qua cuộn thứ cấp : I TC = I d = 300 = 245 (A) Trò hiệu dùng dòng điện qua cuộn sơ cấp : ISC = K.ITC = 0.047x245 = 11.515 (A) Công suất biểu kiến cuộn thứ cấp : STC = 3.UTC.ITC =3x18x245=13230 (W) Công suất biểu kiến cuộn sơ cấp : SSC = 3.USC.ISC = 3x380x11.515=13127 (W) Công suất biểu kiến máy biến áp : ST = S SC + S TC 13127 + 13230 = = 13178.5 2 (W) Hệ số sử dụng máy biến áp kT = 1.05 Khối nguồn + lệch pha + tách zero: a Khối lệch pha: α=0 π/6 Khoảng xuất áp khóa SCR 7π/6 Đối với mạch cầu chỉnh lưu ba pha, góc kích α áp khoá xuất linh kiện từ góc pha π không tính từ thời điểm  π 7π   ,  nên góc kích α =0 thời điểm Mạch lệch pha: tính chất nguồn ba pha thứ tự thuận sơ đồ tia áp dây AC chậm áp pha A góc 30 , mạch lệch pha thực đơn giản cách sử dụng áp dây đưa vào mạch điều khiển O b Khối nguồn : tạo điện áp DC 5V 24V làm nguồn nuôi cho mạch vi điều khiển, mạch khuếch đại, mạch hồi tiếp mạch khác Mạch nguồn : +18 +9 380VAC TA1 1000uf 0 Vcc O U T C TA2 Vcc = 5V LM 7805C IN D -9 -18 D G N D Đ i e än a ùp d a ây A C C C u f 100uf 0 D Vur = 24V C D 1000uf Ở mạch ta dùng chỉnh lưu điểm nên ta sử dụng biến áp có điểm ± 9V ± 18V Hai tín hiệu TA1, TA2 dùng cho mạch tách zero α=0 c Khối tách zero : xác đònh thời điểm góc kích để đưa vào vi điều khiển AT89C52 dùng làm mốc để phát xung kích Ta dùng mạch sau: Vcc R Vcc 1k D D 330 TA1/TA2 R + R INT0/INT1 LM 358 10k Ở mạch ta sử dụng OP-AMP LM358 dùng nguồn đơn Hai diode có nhiệm vụ xén áp vào LM358, ngõ đưa vào ngõ interupt vi điều khiển Dạng sóng ngõ vào : Ngõ LM358 Khối vi xử lý : Vi điều khiển 89C52 sẽnhận tín hiệu đặt, tín hiệu hồi tiếp xử lý phát xung kích để ổn đònh tốc độ cho động IC 74LS393 tạo tần số hoạt động MHz cho ADC 0809 cách lấy tần số thạch anh đưa vào 74LS393 chia ta tần số 2MHz IC ULN2004 dùng làm đệm điện áp 5V qua 15V ngõ Port vi xử lý ngõ ULN2004 phải dùng điện trở kéo lên Công dụng port vi điều khiển AT89C52 : + Port : P1.1 – P1.6 sáu ngõ kích xung cho SCR theo thứ tự từ SCR1 đến SCR6 + Port : dùng xuất nhập liệu Sơ đồ mạch : /W R /R D 30pf C 12 Vcc 30pf C LK12 R 100 19 18 X2 Vcc C 14 SW 1 31 P P P P P P P P 3 3 3 3 R 21 k P P P2 P2 P2 P2 P2 P2 VC C /R XD /T XD /IN T O /IN T /T O /T /W R /R D /A /A /A /A /A /A /A /A P /T P 1 /T -E X P P P P P P XTA L1 XTA L2 R ST PSEN A L E /P R O G E A /V P P 10uf 21 22 23 24 25 26 27 28 A A A A A A A A D D D D D D D D 1 1 1 U 19 U LN 2004 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 K H O ÁI V I X Ư Û L Y Ù O6 O5 O4 O3 O2 O1 10 U U U U U U T1 T2 T3 T4 T5 T6 29 30 U 32 AT89C 52 O O O O O O O AD 13 AD 14 AD 15 Vcc A B C Vcc 16 C 13 10 11 12 13 14 15 16 17 D D D D D D D D Y Y Y Y Y G Y G 2BY G 2AY VC C P P IN T IN T /A /A /A /A /A /A /A /A G N D 74LS393 0 0 0 0 15 14 13 12 11 10 C C C C C C C C S S S S S S S S 74LS138 6C L K P P P P P P P P C O MM O N G N D A B C D 39 38 37 36 35 34 33 32 G N D C LR VC C Q Q Q Q G N D U 33A C LK12 A D D D D D D D D 20 14 Vcc Vcc 40 U 16 Mạch giải mã đòa IC 74LS138; ta có bảng phân vùng đòa sau: CHIP SELECT CS0 CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 BẢNG PHÂN VÙNG ĐỊA CHỈ 0000H – 1FFFH 2000H – 3FFFH 4000H – 5FFFH 6000H – 7FFFH 8000H – 9FFFH A000H – BFFFH C000H – DFFFH E000H - FFFFH Mạch tạo xung dao động cho vi xử lý gồm thạch anh X2 12 MHz hai tụ C12, C13 Như vậy, vi điều khiển AT89C52 hoạt động với chu kì máy µs Mạch reset: gồm R7, R21, C14 SW1 tạo xung reset khoảng lần chu kì máy để reset vi điều khiển AT89C52 Khối khuếch đại cách ly: Do tín hiệu phát từ vi xử lý không đủ lượng để kích SCR ta phải dùng mạch khuếch đại, ta phải điều chỉnh tín hiệu kích vùng kích Và yêu cầu mạch điều khiển phải cách ly với mạch động lực ta dùng optron biến áp xung Ta sử dụng biến áp xung mạch biến áp xung đơn giản optron không cần sử dụng nguồn riêng Mạch khuếch đại cách ly: VU R BAX G D R 11 3 k D 39 R hd D K 2 O U T1 M Điện trở R11 điện trở kéo lên ngõ vi mạch ULN2004 Diode D7, D8 dùng để ngăn áp âm đưa vào cổng kích GK Diode D39 làm tắt nhanh dòng từ hóa xung bò ngắt Điện trở Rhd hạn dòng qua MOSFET M1 Xác đònh áp, dòng kích SCR : Do ta kích xung có chiều dài 1ms 1/10 chu kì dòng điện lưới tần số 50Hz Công suất tổn hao trung bình cực cổng nằm vùng gạch chéo hình vẽ bên Theo hình vẽ vùng gạch chéo vùng đảm bảo kích; ta chọn điểm kích có UG= V IG=5 A Chọn tỷ số BAX giảm áp từ : để giảm dòng qua transitor nguồn cấp điện p ngõ vào BAX 20V dòng qua cuộn sơ 1,25 A điện trở cuộn sơ Rsơ = 20/1.25=16 Ohm Chọn lõi biến áp xung 0.8 cm2 Số vòng dây cuộn sơ 400 vòng, dây có tiết diện 0.02 mm Số vòng dây cuộn thứ 100 vòng, dây có tiết diện 0.07mm2 Chọn MOSFET: Dòng MOSET ID= 1.25A áp cực DS VDS = V Chọn hệ số khuếch đại dòng KI=3 ta chọn MOSFET có số hiệu BUZ 60 có tham số kỹ thuật sau: Type Kanal BSS 60 N VDS (V) 400 ID (A) RDS(on) (Ohm) 5.5 1.0 Khối hồi tiếp : Vi mạch ADC 0809 chuyển đổi tín hiệu tương tự tín hiệu số (8 bit) Điện áp so sánh (VREF) 3,6V Tốc độ tối đa động 1760 RPM áp hồi tiếp 14,4 V ta phải giảm áp điện áp so sánh 3.6V, ta có hệ số tỷ lệ 3,6/14,4 ta chọn hai điện trở R9=820 Ohm R13=3,3K Tương tự, ta có dòng điện tối đa qua động Imax = 300 A Áp từ điện trở Shunt hồi tiếp 0.3V suy hệ số tỷ lệ 3,6/0,3; ta chọn điện trở R76=8,2K R77=680 Ohm Các điện trở R1 R5 làm cho OPAMP hoạt động ổn đònh Sơ đồ mạch: 2K + - C 27 12 16 1u 820 IN IN IN IN IN IN IN IN D D D D D D D D R EF+ R EF- 1 1 2 O E EO C I1 P 22 STAR T ALE 25 24 23 A0 A1 A2 C LK D D D D D D D D S TA R T AD C 0809 + R L Vcc JH U 22 13 3 K O E P L M /S O - C LK 10 R R 13 J7 26 27 28 L M /S O V I1 I2 VC C R G N D VU R Vcc 11 Vcc 10K P H A ÛN H O ÀI A ÙP R 76 R Vcc 10K /R D C S2 A1 B1 O A2 B2 O A3 B3 O L M /S O I2 680 JH O V c c1 + - R 77 U 37 A0 B0 /W R 1 C S7 12 K J8 /W R C S2 VC C S TA R T O E 13 C H 10 G N D 74AC 02 U 5A P H A ÛN H O ÀI D O ØN G Khối nhập liệu: nhập giá trò đặt cho tốc độ moment.ta sử dụng phím nhấn hình sau: Vcc 1 1 1 1 14 Vcc C S1 / R 2D 74AC 32 SL 19 B B B B B B B B G D IR U VC C R A A A A A A A A G N D 74LS245 10 20 Vcc SW 2 D D D D D D D D PORT IC 74LS245 74AC32 dùng để mở rộng port R1 điện trở kéo lên nguồn Hoạt động mạch: SW2 ngắt, điện áp ngõ vào 74lS245 5V; SW2 đóng điện áp 0V Khối xuất liệu: hiển thò giá trò đặt giá trò tốc độ hồi tiếp Ta sử dụng đèn LED dùng phương pháp chốt Sử dụng chốt 74LS573 có ngõ vào nối với port vi điều khiển Điện trở 330 giảm dòng vào LED IC 74AC02 tạo tín hiệu chọn chip cho chốt 74LS573 Sơ đồ mạch hiển thò: 20 Vcc O C C 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 330 VC C H 5 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q V1 V2 74H C 573 /WR CS3 Giải thuật vi điều khiển: Ý tưởng giải thuật: 74AC 02 Vcc 7SEG A B C D E F G D P G N D C D D D D D D D D CH5 2π=20ms α π/3 π/3=3333µs π/3 α π/3 π/3 2π Khi vi điều khiển nhận tín hiệu interupt INT0 INT1 khởi động timer0 với thời gian alpla, giá trò nhập từ bàn phím (hiệu chỉnh vòng hở) tính phần hiệu chỉnh PI (hiệu chỉnh vòng kín với π = 5ms giá trò đầu để áp chỉnh lưu 0) Khi timer0 tràn chương trình thực : khởi động Timer1 với thời gian cố đònh 1/6 chu kì 2π = 3333µs ; nguồn ngắt INT0 vi điều khiển phát xung kích 1ms cho SCR1 Khi timer1 tràn chương trình thực lại việc khởi động timer1 kích cho SCR2 tương tự cho SCR3 đợi timer tràn chuẩn bi cho lần kích Chương trình thực tương tự cho INT1 Lưu đồ giải thuật vòng hở : N h a äp g o ùc k í c h a l p h a T h i e át l a äp c h e đ o ä n g a ét n g o a øi c a ïn h x u o án g c h o IN T v a ø IN T ; tim e r v a ø ởchếđộ1 i = j= no c o ù n g a ét yes K h ûi đ o än g t i m e r d e l a y g o ùc k í c h a l p h a no tim e r t r a øn yes K h ûi đ o än g t i m e r d e la y /6 c h u k ì n g a ét n g o a øi no yes K íc h S C R i i = i + no k íc h S C R j j = j + j= i= yes i = yes j= Hiệu chỉnh vòng kín: Bộ điều khiển số : vi xử lý, hạt nhân điều khiển, thông dụng hệ thống điều khiển công nghiệp Sức mạnh vi xử lý cung cấp đặc điểm tự điều chỉnh, điều khiển đa biến, hệ chuyên gia Khả giao tiếp vi xử lý qua đường bus mạng cục lý khác mà điều khiển số chấp nhận Bộ điều khiển số dùng cho điều khiển vòng kín gồm kiểu (mode) điều khiển PI, PD, PID Lấy mẫu (Sampling): Một điều khiển số đo biến điều khiển thời điểm xác đònh, phân thành khoảng thời gian (time interval), gọi thời gian lấy mẫu, ∆t Mỗi lần lấy mẫu (hay đo lường) biến điều khiển chuyển đổi thành số binary làm input cho máy vi tính số microcomputer Máy tính trừ tín hiệu lấy mẫu với tín hiệu đặt (setpoint) để xác đònh sai số (error samples) e1 = sp –cm1 = sai số lần lấy mẫu e2 = sp –cm2 = sai số lần lấy mẫu thứ hai e3 = sp –cm3 = sai số lần lấy mẫu thứ ba en = sp –cmn = sai số lần lấy mẫu Giải thuật điều khiển (control algorithms): Sau tính sai số, điều khiển PID theo thủ tục gọi giải thuật PID để tính ngõ điều khiển dựa sai số : e 1, e2, e3, …,en Giải thuật PID có hai loại, cấp bậc (positional version) gia tăng (incremental version) Bản cấp bậc (positional version) xác đònh vò trí valve, dựa tín hiệu sai số Phương trình (4.1) version đơn giản giải thuật cấp bậc n v n = Pe n + PI.∆t.∑ e j + PD j=1 ∆e n ∆t (4.1) với = vi trí valve tại, percent of full scale P = độ lợi điều khiển en= sai số tại, percent of full scale ∆t = thời gian lấy mẫu, second I = integral action rate, second-1 D =derivative action time constant, second ∆e n = e n − e n −1 = thay đổi theo tín hiệu sai số Lưu đồ giải thuật sau: LẤY DỮ LIỆU C TỪ ADC mn Cmn= MẪU THỨ n CỦA BIẾN ĐIỀU KHIỂN TÍNH SAI SỐ e = sp - C mn n SP = ĐIỂM ĐẶT e n= SAI SỐ THỨ n ĐI LẦN LẤY MẪU KẾ TIẾP TÍNH HỆ SỐ P P =P*e n n I n = INTEGRAL MODE ACTION TÍNH HỆ SỐ I I n= I n-1 + P*I*DELTA* en P n = PROPORTIONAL MODE ACTION Dn = DERIVATIVE MODE ACTION DELTA = THỜI GIAN LẤY MẪU DÙNG TÍNH HỆÄ SỐ D TÍNH HỆ SỐ D ∆en = en- en-1 D =P*D*∆en /DELTA Vn = Pn + In+ Dn ĐƯA Vn RA DAC Bản gia tăng (incremental version) xác đònh thay đổi vò trí valve, ∆v n = v n − v n −1 , dựa vào sai số Giải thuật gia tăng (incremental algorithm) xác đònh cách sử dụng phương trình (4.1) để xác đònh vn-1 sau thực phép trừ phương trình (4.2) n −1 v n −1 = Pe n −1 + PI∆t ∑ e j + PD j=1 ∆e n −1 ∆t  ∆e − ∆e n −1  ∆v n = P∆e n + PI∆te n + PD n  ∆t   ∆v n = v n − v n −1 với (4.2) ∆e n = e n − e n −1 ∆e n − ∆e n −1 = e n − 2e n −1 + e n −2 Giải thuật gia tăng (incremental) đặc biệt thích hợp với thiết bò đầu gia tăng động bước (stepper motor) Giải thuật cấp bậc (positional) tự nhiên có thuận lợi điều khiển có nhớ vò trí valve Nếu thời gian lấy ∆t mẫu, , ngắn số thời gian tích phân (integral action time constant) nhiều, Ti = 1/I, giải thuật cấp bậc (positional) làm việc điều khiển analog Hiệu chỉnh tích phân (the integral mode): Hiệu chỉnh tích phân tính phương trình 4.1 cho kết không thỏa mãn Hệ số tính theo phương trình 4.1 sau: n Integral − tern = PI∆t ∑ e j j=1 (4.3) ví dụ, hiệu chỉnh tích phân phải thay đổi lượng tính integral mode change = PI ∆t ∆t ej (4.4) ∆t Khi giá trò PI nhỏ 1, điều thuận lợi để sử dụng PI , lưu trữ máy tính dạng số nguyên (integer) Phương trình 4.4 sữa lại IDIV = PI∆t ej Integral mode change = I DIV (4.5) ∆t Nếu PI nhỏ, máy tính bỏ qua sai số nhỏ thiếu độ phân giải (insufficient resolution) Ví dụ, xét điều khiển số có chiều dài 12-bit Độ phân giải 12 bit binary 1/4096 Để minh hoạ điểm, ta giả sử số binary 12 bit tương ứng với khoảng sai số từ -2048 đến +2047 Nếu P=0.5, PI ∆t ∆t = 1s , I = 0.002 s-1 =(0.5)(1)(0.002) = 0.001 IDIV = 1000 Bất kì giá trò sai số lớn -1000 nhỏ +1000 ( 48% khoảng full_scale ) cho kết integral mode change nhỏ 1, bỏ qua Thay đổi nhỏ sau trừ độ phân giải máy tính thay đổi ví dụ Kết cuối có sai số offset mà hiệu chỉnh tích phân triệt tiêu Một cách giải sai số offset tăng chiều dài word máy tính Một word 16 bit có độ phân giải 1/65.536, biểu diễn khoảng sai số từ -32.768 đến 32.767 điều giảm sai số offset khoảng 3% khoảng full-scale Một cách khác cộng phần không dùng đến tổng sai số với sai số tại, en, trước tính integral mode change Ở ví dụ trước, sai sốø 900 xuất hai lần liên tục không tính integral mode change mẫu bé 1000 Tuy nhiên, mẫu giữ lại, tổng 1800 tính integral mode change 1800/1000 =1 dư 800 Số dư 800 giữ lại cộng với sai số lần lấy mẫu Mỗi lần số dư tích lũy cộng với sai số lớn 1000, số tăng khác cộng với integral mode change Hiệu chỉnh vi phân (dirivative mode) Hiệu chỉnh vi phân tính phương trình 4.1 cho kết không thoả mãn Một tín iệu biến đổi chậm, ví dụ, kết hiệu chỉnh vi phân “jumpy” Điều xuất điều làm để nhuyễn hoá hiệu chỉnh vi phân Hiệu chỉnh vi phân tính theo phương trình (4-1) Derivative tern = PD ∆t Phân số  e n − e n −1    ∆t    e n − e n −1    ∆t   thực dự đoán mức thay đổi sai số, de/dt cố đònh mức lấy mẫu, ta cần tập trung phần (e n – en-1), thay est1 Hệ số vi phân tính est1 gọi D1 est1 = en – en-1 PD D1 = Nếu P=6, ∆t = est1 ∆t , D=100 s, D1 = 100 est = 600est1 Bảng hệ số vi phân tính từ biến điều khiển giảm mức 0,5%/1s Chú ý D1 600, đoán, est1, Để đoán tốt dùng mẫu trước để cải tiến đoán Ví dụ dùng bốn mẫu trước để đoán số vi phân D2 ∆e Ta gọi đoán est ,và hệ est2 = (en + en-1) – (en-2 – en-3) PD D2 = Nếu P=6, ∆t = 1s est 2 ∆t ,và D = 100s, D2 = 100 est = 150 est Bảng 1: n c cm e est1 D1 est2 D2 9.5 0 0 9.0 0 0 8.5 1 600 150 8.0 0 300 7.5 600 300 7.0 0 300 6.5 600 300 6.0 0 300 5.5 600 300 10 5.0 0 300 Bảng đoán làm nhuyễn hệ số vi phân est ứng với chu kì lấy mầu 2s Nó dùng mẫu để đoán e n vả hai mẫu để đoán en-2 Thành phần 22 tính D2 tăng chu kì lấy mẫu lên lầnvà dùng hai mẫu để để tính giá trò trung bình Ta mở rộng nhiều mẫu trước Một đoán est5 tăng lên dùng mẫu để dự đoán e n vả mẫu để đoán en-5 est5 = (en + en-1+ en-2 + en-3 +en-4) – (en-5 – en-6 + en-7 + en-8 + en-9) PD = est 5 ∆t [...]... 1 1 0 14 Vcc C S1 1 3 / R 2D 7 74AC 32 0 SL 8 7 6 5 4 3 2 1 19 1 0 B B B B B B B B 1 2 3 4 5 6 7 8 G D IR U 8 VC C R 1 A A A A A A A A 1 2 3 4 5 6 7 8 G N D 2 74LS 245 10 1 20 Vcc SW 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 D D D D D D D D 0 1 2 3 4 5 6 7 PORT 0 IC 74LS 245 và 74AC32 dùng để mở rộng port 0 R1 là điện trở kéo lên nguồn Hoạt động của mạch: khi SW2 ngắt, điện áp ngõ vào 74lS 245 luôn là 5V; khi SW2 đóng điện... 0 820 3 IN IN IN IN IN IN IN IN 0 1 2 3 4 5 6 7 D D D D D D D D R EF+ R EF- 1 1 1 8 1 1 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 O E EO C I1 0 1 2 3 4 5 6 7 P 3 0 6 22 STAR T ALE 0 8 9 0 1 25 24 23 A0 A1 A2 C LK D D D D D D D D 7 4 5 S TA R T 0 AD C 0809 + R L Vcc 8 JH 2 1 9 7 U 22 13 2 3 3 K O E P 3 1 0 L M 3 5 8 /S O - 1 C LK 10 0 R 9 4 R 13 J7 26 27 28 1 2 3 4 5 L M 3 5 8 /S O 4 3 6 V I1 I2 VC C 8 R 8 G N D VU R Vcc... dùng phương pháp chốt Sử dụng chốt 74LS573 có ngõ vào được nối với port 0 của vi điều khiển Điện trở 330 giảm dòng vào LED IC 74AC02 tạo tín hiệu chọn chip cho chốt 74LS573 Sơ đồ mạch hiển thò: 20 Vcc O C C 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 330 VC C H 5 0 1 2 3 4 5 6 7 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q V1 V2 74H C 573 0 /WR 2 1 3 CS3 8 Giải thuật vi điều khiển: Ý tưởng giải thuật: 74AC 02 Vcc 7SEG 5 A B C D E F G D P... phương trình 4. 1 có thể cho kết quả không thỏa mãn Hệ số này được tính theo phương trình 4. 1 như sau: n Integral − tern = PI∆t ∑ e j j=1 (4. 3) ví dụ, hiệu chỉnh tích phân phải thay đổi một lượng tính bằng integral mode change = PI ∆t ∆t ej (4. 4) ∆t Khi giá trò PI nhỏ hơn 1, điều đó sẽ thuận lợi hơn để sử dụng PI , được lưu trữ trong máy tính dưới dạng số nguyên (integer) Phương trình 4. 4 sẽ được sữa... R 76 1 4 3 R 5 Vcc 1 10K 0 /R D C S2 5 6 A1 B1 O 1 A2 B2 O 2 A3 B3 O 3 L M 3 5 8 /S O 8 9 I2 1 8 680 JH 1 0 O 0 V c c1 4 + 1 2 - R 77 U 37 2 A0 3 B0 /W R 1 1 C S7 12 8 2 K J8 /W R C S2 0 VC C S TA R T 4 O E 13 C H 5 10 7 G N D 74AC 02 U 5A 1 0 P H A ÛN H O ÀI D O ØN G 6 Khối nhập dữ liệu: nhập các giá trò đặt cho tốc độ và moment.ta sử dụng các phím nhấn như hình sau: Vcc 1 1 1 1 1 1 1 1 0 14 Vcc C... các tham số kỹ thuật như sau: Type Kanal BSS 60 N VDS (V) 40 0 ID (A) RDS(on) (Ohm) 5.5 1.0 5 Khối hồi tiếp : Vi mạch ADC 0809 chuyển đổi tín hiệu tương tự ra tín hiệu số (8 bit) Điện áp so sánh (VREF) là 3,6V Tốc độ tối đa của động cơ là 1760 RPM áp hồi tiếp về là 14, 4 V ta phải giảm áp này bằng điện áp so sánh 3.6V, ta sẽ có hệ số tỷ lệ 3,6/ 14, 4 ta chọn hai điện trở R9=820 Ohm và R13=3,3K Tương tự,... bằng cách sử dụng phương trình (4. 1) để xác đònh vn và vn-1 sau đó thực hiện phép trừ sẽ được phương trình (4. 2) n −1 v n −1 = Pe n −1 + PI∆t ∑ e j + PD j=1 ∆e n −1 ∆t  ∆e − ∆e n −1  ∆v n = P∆e n + PI∆te n + PD n  ∆t   ∆v n = v n − v n −1 với (4. 2) ∆e n = e n − e n −1 ∆e n − ∆e n −1 = e n − 2e n −1 + e n −2 Giải thuật gia tăng (incremental) đặc biệt thích hợp với các thiết bò đầu ra gia tăng như... IDIV = 1 PI∆t ej Integral mode change = I DIV (4. 5) ∆t Nếu PI rất nhỏ, máy tính sẽ bỏ qua các sai số nhỏ do thiếu độ phân giải (insufficient resolution) Ví dụ, xét một bộ điều khiển số có chiều dài 12-bit Độ phân giải của 12 bit binary là 1 /40 96 Để minh hoạ một điểm, ta giả sử rằng 1 số binary 12 bit tương ứng với một khoảng các sai số từ -2 048 đến +2 047 Nếu P=0.5, PI ∆t ∆t = 1s , và I = 0.002 s-1... chỉnh vi phân (dirivative mode) Hiệu chỉnh vi phân được tính ở phương trình 4. 1 cũng có thể cho kết quả không thoả mãn Một tín iệu biến đổi chậm, ví dụ, kết quả trong hiệu chỉnh vi phân “jumpy” Điều này sẽ xuất hiện thế nào và điều gì được làm để nhuyễn hoá hiệu chỉnh vi phân Hiệu chỉnh vi phân được tính theo phương trình (4- 1) Derivative tern = PD ∆t Phân số  e n − e n −1    ∆t    e n − e n... en-3) PD D2 = Nếu P=6, ∆t = 1s est 2 2 2 ∆t ,và D = 100s, thì 6 D2 = 100 est 2 = 150 est 2 4 Bảng 1: n c cm e est1 D1 est2 D2 1 9.5 9 0 0 0 0 0 2 9.0 9 0 0 0 0 0 3 8.5 8 1 1 600 1 150 4 8.0 8 1 0 0 2 300 5 7.5 7 2 1 600 2 300 6 7.0 7 2 0 0 2 300 7 6.5 6 3 1 600 2 300 8 6.0 6 3 0 0 2 300 9 5.5 5 4 1 600 2 300 10 5.0 5 4 0 0 2 300 Bảng 1 chỉ các phỏng đoán làm nhuyễn hệ số vi phân như thế nào est 2 ứng với ... A A A A A A G N D 74LS 245 10 20 Vcc SW 2 D D D D D D D D PORT IC 74LS 245 74AC32 dùng để mở rộng port R1 điện trở kéo lên nguồn Hoạt động mạch: SW2 ngắt, điện áp ngõ vào 74lS 245 5V; SW2 đóng điện... S S 74LS138 6C L K P P P P P P P P C O MM O N G N D A B C D 39 38 37 36 35 34 33 32 G N D C LR VC C Q Q Q Q G N D U 33A C LK12 A D D D D D D D D 20 14 Vcc Vcc 40 U 16 Mạch giải mã đòa IC 74LS138;... P 10uf 21 22 23 24 25 26 27 28 A A A A A A A A D D D D D D D D 1 1 1 U 19 U LN 20 04 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 K H O ÁI V I X Ư Û L Y Ù O6 O5 O4 O3 O2 O1 10 U U U U U U T1 T2 T3 T4 T5 T6 29 30 U 32