Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю

стали, что позволяет ему измерять температуру не только воздуха, но и жидкостей. Кроме того, датчик можно установить в самой плате [2].

Питание пульта осуществляется от сети 220 В. Для подключения используется стандартный шнур с вилкой (ХP1). Для питания платы используется источник питания DA1, который преобразует переменное напряжение 220В в постоянное напряжение 5 В.

Источник питания, как правило, должен обладать небольшими габаритами, малой массой, высоким КПД, и малой ценой. В связи с этим был выбран источник питания HLK-PM01 фирмы Hi-Link, как наиболее подходящий.

Кроме того, в схеме присутствует стабилизатор напряжения DA2, который преобразует постоянное напряжение значением 5В в постоянное напряжение значением 3,3В, и используется для питания модулей А1 и А2.

Модуль A1это часы реального времени DS3231, а модульA2 – это приемо-передающий модуль NRF24L01.

Конденсаторы С1…С3 служат для фильтрации от высокочастотных и низкочастотных помех и расположены на выходе источника питания и стабилизатора напряжения.

Разъемы ХS1, ХS2 служат для подключения к ним модулей А1, A2соответственно. Разъем Х6 – это ISPразъем, который предназначен для программирования и перепрограммирования микроконтроллера DA1. Он располагается на одной шине с при- емо-передающем модулем А2.

В случае отсутствия электроэнергии в сети для продолжения функциональной работоспособности устройства, будет использован внутренний источник питания, который присутствует в модуле часов реального времени в виде батарейки. При этом, сохраняются не только дата и время, но и заданные в микроконтроллере DD1 установки.

От момента отключения электроэнергии в сети до момента переключения на встроенный источник питания проходит определенный промежуток времени, за который микроконтроллер может сброситься. Конденсатор С1 выполняет роль накопителя емкости, и за период его разрядки микроконтроллер успевает переключиться на внутреннее питание.

16

В качестве микроконтроллера был выбран контроллер ATMEGA8-16PU фирмы Atmel. Он обладает достаточными характеристиками для поставленной задачи.

Параметры, по которым осуществляется управление нагрузкой, можно задать в микроконтроллер с мембранной клавиатуры в виде конкретного значения температуры или в заданного времени включения. В момент, когда температура окружающей среды достигнет этого значения, микроконтроллер подает сигнал на приемо-передающий модуль. Он, в свою очередь, передает информацию на другой приемо-передающий модуль ДУ, расположенный в силовой части (рис. 3)

Рис. 3. Схема силовой части

Модуль ДУ, получив сигнал передает его в микроконтроллер МС. Контроллер, обработав сигнал, подает сигнал на одно оптореле (с симистором) в зависимости от выбранного канала. Оптимальным числом каналов было выбрано 6.Оптореле, получив сигнал, открывается и подает напряжение на контакты розетки, к которым подключена нагрузка.

Разработанный терморегулятор с резервным питанием и дистанционным управлением нагрузкой может управлять нагрузкой подключаемой мощностью до 2,5 кВт на расстоянии до 50 метров и обладает наиболее удобным исполнением.

17

Литература

1.Г. Нюхтилин. Шестиканальный таймер с функциями регулирования температуры, освещения и резервным питанием. Журнал «Радио» 2017 №1. - С. 32-37.

2.Муратов А.В. Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: сборник научных трудов / А.В. Муратов, О.Ю. Макаров. – Воронеж, Воронежский государственный технический университет. – 2019. – С. 133.

3.Чирков О.Н., Астрединов Р.К. Многополосный преобразователь частоты OFDM // Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. Межвузовский сборник научных трудов. Воронеж, 2018. С. 120-124.

Воронежский государственный технический университет

18

УДК 621.9

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ ГИБРИДНЫХ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

Д.О. Кайгородов

В данной статье пойдёт речь об эффективном контроле с обратной связью для шагового двигателя. Предлагаемый подход состоит в управлении током в замкнутом контуре, контроле положения в замкнутом контуре и контроле демпфирования.

Шаговые двигатели обычно могут работать в режиме разомкнутого контура или режиме с обратной связью, и это было тщательно изучено. В режиме разомкнутого контура, управляет токами в катушках двигателя драйвер управления шагового двигателя. Различные эффективные схемы управления, такие как обычное управление ПИ–регуляторами [1], интеллектуальное управление [2] и нечёткое управление [3], были исследованы для управления током в замкнутом контуре. Однако в этих схемах коэффициенты регулятора тока определяются только на основании параметров двигателя или сложных расчётов. В этой работе предлагается продвинутый ПИ-регулятор тока, коэффициенты которого рассчитаны на основе параметров двигателя и рабочей скорости.

Ключевые слова: шаговый двигатель, ПИ-регулятор, пропуски шагов, контроль положения, демпфирование.

Блок-схема общей системы управления шаговым двигателем показана на рис. 1

Рис. 1. Структурная схема предлагаемой системы управления шаговым двигателем

Двухфазный биполярный гибридный шаговый двигатель рассматривается в этом исследовании с электрическими уравнениями, приведёнными в [4].

19

Метод контроля положения позволяет получить высокий крутящий момент и восстанавливает скорость, при потере синхронизации.

Закон управления показан на рис. 2. Регулятор положения работает в режиме разомкнутого или замкнутого цикла, в зависимости от значения сравнения между ошибкой позиции,

В режиме разомкнутого контура угол фазового возбуждения θ аналогичен в исходном положении θ . Тем не менее, в режиме с обратной связью, два ПИ-регулятора используется для регулировки угла фазы возбуждения. Эти два контроллера описаны в [5] и [6] и используются для устранения ошибки положения и ошибки скорости соответственно.

Рис. 2. Алгоритм управления положением

20