На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Методы и средства измерений, испытаний и контроля

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 02.12.2012. Сдан: 2012. Страниц: 14. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство железнодорожного транспорта
                           
Сибирский государственный  университет  путей  сообщения 

Кафедра: «Электротехника, диагностика  и сертификация» 

Синтез  управляющего устройства дискретной системы  автоматического управления 

Курсовая  работа
по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний  и контроля» 

Пояснительная записка
МСИИК. МСС411.07.00.00 ПЗ 
 
 

Руководитель                                                                         Разработал                                              
доцент                                                                                             студент гр. МСС-411
                                                                                                                                                                                                                                                                                   
_______________ Лесных Е.В.                                                     ____________ Николаева О.А.                                                                                                           
      (подпись)                                                                                          (подпись) 

_______________                                                                                  _____________
(дата проверки)                                                                     (дата сдачи на проверку) 
 
 
 

Краткая рецензия: 

     _______________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________ 
 
 
 

___________________________________
            (запись о допуске к защите) 

______________________________                                              _________________________                                              
   (оценка по результатам защиты)                                              (подписи преподавателей) 
 

2012
 

     ЗАДАНИЕ
    На  курсовую работу
    По  дисциплине: «Методы и средства измерений, испытаний и контроля»
студенту  4 курса, группы МСС-411____________________________________
_____________________ Николаевой Оксане Анатольевне _________________
 
Тема: Синтез управляющего устройства дискретной системы автоматического управления 

Задание: Разработать электрическую принципиальную схему ДУУ для проведения десяти циклов проверки двадцати устройств, размещенных на четырех объектах (по пять на каждом) с помощью одного измерительного прибора и одного коммутатора. Если параметр какого-либо устройства не отвечает номинальному значению, ДУУ должно формировать сигнал отключения. Разработать схему ЦДИ номера контролируемого объекта, при этом преобразователь кода синтезировать на логических ИМС тех же серий. 

Исходные  данные:
    Элементная база – цифровые ИМС серий КР1533, К555, К155
    Полупроводниковые семисегментные индикаторы
    Данные для проверки работоспособности схем: аn=4, Х1=1, Х2=1, Х3=0, Х4=1, К=3.
 
Содержание  расчетно-пояснительной  записки:
Введение
1.Построение  структурной схемы ДСАУ и формализация  задачи
2.Построение  схемы алгоритма работы ДУУ
3.Построение графа функционирования
4.Кодирование  состояний
5.Структурная  схема ДУУ
6.Построение  таблицы функционирования ДУУ
7.Построение  системы выходных логических  уравнений
8.Построение  логической схемы комбинационного  узла
9.Синтез  схемы цифровой динамической индикации. 

Графическая часть проекта:
1.Электрическая принципиальная схема ДУУ;
2.Электрическая принципиальная схема ЦДИ. 

Дата  выдачи задания  Руководитель проекта
«___»_________2012 г. доцент Лесных Е. В.
Срок  окончания проекта 
«___»_________2012 г. ___________________ 


Содержание
        Введение…………………………………………………………………………4
      1 Построение структурной схемы ДСАУ и формализация задач…………...5
      2 Построение схемы алгоритма работы ДУУ………………………………...7
     3 Построение графа функционирования………………………………………8
     4 Кодирование состояний……………………………………………………...9
     5 Структурная схема ДУУ……………………………………………………..9
    6 Построение таблицы функционирования  ДУУ……………………………10
    7 Построение системы выходных  логических уравнений…………………..12
    8 Построение логической схемы  комбинационного узла…………………...13
    9 Синтез схемы цифровой динамической  индикации……………………….14
    Заключение……………………………………………………………………..20
    Список  литературы…………………………………………………………….21
    Приложение  А. Электрическая принципиальная схема  ДУУ
    Приложение  Б. Электрическая принципиальная схема ЦДИ 

 

    
Введение
    Данный  курсовой проект посвящен задаче проектирования дискретного управляющего устройства (ДУУ) в дискретной системе автоматического  управления (ДСАУ).
    Структура системы автоматического управления (САУ) состоит из двух основных узлов: объекта управления (ОУ) и управляющего устройства (УУ).
    Управляющее устройство воздействует на объект управления с целью обеспечения требуемого течения процессов в ОУ или  требуемого изменения его состояния. Вследствие того, что УУ определяет программу, т.е. какие и в какой временной последовательности должны выполняться операции, оно получило название автомат (конечные автомат КА).
    В настоящее время существуют два  принципиально различных подхода  в проектировании автоматов: использование  принципа схемной (жесткой) логики и принципа программируемой (гибкой) логики. В данном курсовом проекте используется принцип схемной (жесткой) логики.
    При использовании принципа жесткой  логики, в процессе проектирования подбирается некоторый набор  цифровых микросхем (обычно малой и средней степени интеграции) и определяется такая схема соединения их выводов, которая обеспечивает требуемое функционирование. Устройства, построенные по этому принципу, способны обеспечивать наивысшее быстродействие при заданном типе технологии ИМС.
    Достоинства цифровых ИМС обеспечили широкое  использование цифровых методов  в различных технических направлениях.  
 

     1 Построение структурной  схемы ДСАУ и  формализация задач
    На  этом этапе проектирования строится структурная схема ДСАУ, определяется назначение ее блоков, входных и выходных сигналов, производится их формальное описание, изучается  принцип работы устройства в целом, взаимодействие блоков схемы, т.е. определяется место ДУУ в системе автоматического управления.
    На  рисунке 1 приведена структурная схема ДСАУ, состоящая из четырех блоков. ДУУ – управляющее устройство, формирующее управляющие сигналы (команды) Y1 – Y9, воздействующие на ОУ – объект управления. Управляющие сигналы g1 и g2 задают количество контролируемых устройств.
    

    Рисунок 1 - Структурная схема ДСАУ
    БЦИ – блок цифровой индикации содержит три индикатора: два для индикации  номера проверяемого в данный момент устройства в десятичном коде и один – для индикации в двоичном коде его состояния. БД -  блок контролируемых устройств. Вход С предназначен для подачи тактирующих (синхронизирующих) импульсов, также являющиеся входным воздействием.
    
    Для формализации задачи обозначим буквой i номер контролируемого объекта, буквой j – номер устройства, буквой k – номер цикла проверки. Для формального рассмотрения алгоритма работы ДУУ, необходимо ввести операторы Y (управляющие сигналы, выходные сигналы ДУУ) и логические условия X (управляющие воздействия, входные сигналы ДУУ, в соответствии со значениями которых ДУУ принимает решения о дальнейших своих действиях):
    Y1 – приравнять k=0, установка исходного состояния;
    Y2 – приравнять i=0, установка исходного состояния;
    Y3 – приравнять j=0, установка исходного состояния;
    Y4 – увеличить k на единицу;
    Y5 - увеличить i на единицу;
    Y6 - увеличить j на единицу;
    Y7 – подключить устройство;
    Y8 – послать сигнал «Готово» прибору и произвести измерение параметра устройства;
    Y9 – отключить устройство;
     X1- 1, если k 10;
                       0, если  k 10;
     X2- 1, если i 4;
                       0, если  i 4;
     X3- 1, если j 20;
                       0, если  j 20;
     X4- 1, если устройство исправно;
                       0, в противном случае. 

         
       2 Построение схемы алгоритма работы ДУУ
    Команды Y1 – Y9 выполняются в последовательности, которую можно изобразить в виде блок-схемы (рисунок 2). Блоки, изображенные в виде прямоугольников, называются операционными, в них записываются операторы. Блоки, изображенные в виде ромбов, называются блоками условных переходов по признаку (условию) Xn. Начало и конец цикла проверки устройств обозначаются окружностью.
    

    Рисунок 2 - Схема алгоритма работы ДУУ
    
    3 Построение графа  функционирования
    Управляющее устройство является устройством последовательного  типа. Команда, выдаваемая в следующем  тактовом периоде, зависит от того, какая команда выдается в текущем  тактовом периоде, или, иначе, от состояния, в котором находится устройство. Для определения состояний устройства производится разметка схемы алгоритма, представленной блок-схемой, по следующему правилу: символом а0 отмечается начало и конец блок-схемы, затем последовательно отмечаются символами а1, а2, … выходы всех операторных блоков. На рис.2 произведена разметка блок-схемы в соответствии с этим правилом. Символом an условно обозначаются внутренние состояния схемы ДУУ, при этом каждое из них изменяется после формирования каждой команды Yn. На рисунке 2 произведена разметка блок-схемы. Таким образом, получилось девять состояний.
    Состояния в графе функционирования представляются узлами, изображенными кружками на рисунке 3, с записью внутри них  соответствующих состояний. Дугами, соединяющими узлы, показаны возможные переходы между узлами. На дугах записаны условия (значения признаков, поступающих на входы ДУУ с выхода ОУ), при которых происходит переход, и какая команда должна выдаваться ДУУ на входы ОУ.    
    

    Рисунок 3. Граф функционирования
    
    4 Кодирование состояний
    В процессе кодирования состояний  каждому из них ставится в соответствие некоторая кодовая комбинация. Число  разрядов кода выбирается из следующих  соображений: если число состояний  равно М, то для обеспечения М кодовых комбинаций требуется n-разрядный код, где n – минимальное целое число, при котором выполняется неравенство .
    В нашем случае М=9, следовательно n=4. Таким образом, состояния устройства отображаются четырехразрядными кодовыми комбинациями. Соответствие между состояниями устройства и кодовыми комбинациями сведены в таблицу 1.
    Таблица 1. Кодовые комбинации
Состояния Кодовые комбинации
Q4 Q3 Q2 Q1
а0 0 0 0 0
а1 0 0 0 1
а2 0 0 1 0
а3 0 0 1 1
а4 0 1 0 0
а5 0 1 0 1
а6 0 1 1 0
а7 0 1 1 1
а8 1 0 0 0

 
    5 Структурная схема  ДУУ
    
    Структурная схема приведена на рисунке 4. RS-триггеры образуют четырехразрядный регистр текущего состояния. Комбинационный узел по состоянию регистра (комбинации значений Q4, Q3, Q2, Q1) и значениям поступающих с выходов ОУ условий X4, X3, X2, X1 определяет новое состояние, в которое должно перейти ДУУ.  При этом формируются такие сигналы S4, R4, S3, R3, S2, R2, S1, R1, которые в момент положительного фронта синхронизирующего импульса на входе С устанавливают в регистре кодовую комбинацию, соответствующему следующему состоянию. Комбинационный узел формирует также команды Y1-Y9, под действием которых в ОУ выполняются команды.
    Дальнейшие  операции по синтезу устройства сводятся к синтезу его комбинационного узла.
    
    Рисунок 4. Структурная схема ДУУ 

    6 Построение таблицы  функционирования  ДУУ
    Таблица функционирования содержит графы, в  которые заносятся данные текущего состояния, значения входных условий, данные следующего состояния, в которое должно перейти устройство, и выходные сигналы комбинационного узла.
    
    При заполнении таблицы используется граф функционирования (рисунок 3) и таблица  переходов RS-триггера (таблица 2). Заполнение этой таблицы производится из следующих соображений. Для перехода прямого выхода RS-триггера 0 ® 0 на входе S должен быть обязательно обеспечен уровень логический 0, т.к. назначение этого входа – установка 1, в противном случае, при подаче на него активного уровня – логический 1 (триггер с прямыми входами) перехода 0 ® 0 не произойдет. На входе же R может быть любой уровень, т.к. при уровне логический 0 организуется режим хранения (S = 0, R = 0) и поскольку предыдущее состояние – логический 0, то именно это состояние и сохранится. Если на этом входе установить активный уровень логический 1, то триггеру задается режим установки 0 (S = 0, R = 1), поэтому на его прямом выходе будет логический 0, таким образом, в любом случае обеспечивается переход   0 ® 0. Аналогичные рассуждения можно произвести и для перехода 1 ® 1.
    Переключения 0 ® 1 и 1 ® 0 обеспечиваются подачей соответствующих таблице состояний RS-триггера логических уровней для режимов установка 1 и установка 0.
    Таблица 2. Переходы RS-триггера
Переход S R
0 Х
1 0
0 1
Х 0

 
    По  значению текущего состояния Q4, Q3, Q2, Q1, принимаемому из регистра текущего состояния, и поступающим из объекта управления значениям условий X1, X2, X3, X4 в таблице определяется следующее состояние, сигналы для входов R и S триггеров, необходимые для установки регистра в следующее состояние, и логические значения команд Y1-Y9.
    Функционирование  комбинационного узла представлено в таблице 3. 
 
 
 


    Таблица 3. Функционирование комбинационного узла
Текущее состояние Следующее состояние Условие перехода Выходные  сигналы
Внутр. сост. Код Внутр. сост. Код Установки триггеров регистров Команда
Q4 Q3 Q2 Q1 Q4 Q3 Q2 Q1
а0 0 0 0 0 а1 0 0 0 1 - S1 Y1
а1 0 0 0 1 а2 0 0 1 0 - S2, R1 Y2
а2 0 0 1 0 а3 0 0 1 1 - S1 Y3
а3 0 0 1 1 а4 0 1 0 0 - S3,R2,R1 Y4
а4 0 1 0 0 а5 0 1 0 1 Х1 S1 Y5
а4 0 1 0 0 а0 0 0 0 0
R3 -
а5 0 1 0 1 а3 0 0 1 1
R3, S2 -
а5 0 1 0 1 а6 0 1 1 0 Х2 S2, R1 Y6
а6 0 1 1 0 а4 0 1 0 0
R2 -
а6 0 1 1 0 а7 0 1 1 1 Х3 S1 Y7
а7 0 1 1 1 а8 1 0 0 0 - S4,R3,R2,R1 Y8
а8 1 0 0 0 а5 0 1 0 1
R4,S3,S1 Y9
а8 1 0 0 0 а5 0 1 0 1 Х4, Х2 R4,S3,S1 -

 
    7 Построение системы выходных логических уравнений
    Для каждой строки таблицы функционирования комбинационного узла необходимо составить  логическое уравнение в следующей  форме: в левой части перечисляются  переменные, приведенные в графе  выходных величин Y1-Y9, в правой части – логическое выражение, представленное через текущее состояние а0-а8 и значение условия перехода. Из таблицы 3 для данного устройства получаем следующие логические выражения:
    
  
    Определяем  логическое выражение для каждой выходной величины:

    8 Построение логической  схемы комбинационного  узла
    
    
     По полученным выражениям строится логическая схема комбинационного узла. Входящие в выражения значения а0 – а8, определяемые комбинацией значений  Q1 – Q4, могут быть получены с помощью дешифратора DC. Остальная часть схемы строится в соответствии с полученными для выходных величин логическими выражениями. Схема комбинационного узла рассматриваемого устройства управления в базисе И-ИЛИ-НЕ приведена на рисунке 5.
    Однако данная схема является функциональной, т.к. построена по функциям выходных величин, выраженных системой уравнений.
    Для получения принципиальной электрической  схемы необходимо осуществить выбор  ИМС и проставить позиционные  обозначения на схеме. В приложении А приведена принципиальная электрическая схема ДУУ. В качестве дешифратора используется ИМС К555ИД6, преобразующая четырехразрядный двоичный код в инверсный десятичный. Для получения прямых сигналов внутреннего состояния к его выходам подключены инверторы, для чего используется ИМС К155ЛН1. Комбинационный узел реализован на ИМС К155ЛИ1, К155ЛЛ1 и К155ЛИ4. Для регистра состояний используются два корпуса ИМС К155ТМ2, каждый из которых содержит по два асинхронных RS-триггера с инверсными выходами (D – не используется и не изображен). Однако по функциональной схеме требуется синхронный RS-триггер с прямыми входами, поэтому для его получения на входы подключены логические элементы И-НЕ, которые позволяют одновременно и синхронизировать триггер, и проинвертировать его активные уровни.
    Для проверки работоспособности схемы  зададимся внутренним состоянием и значениями входных воздействий: аn=4, Х1=1, Х2=1, Х3=0, Х4=1.
    Таким образом, проверка показала, что схема  ДУУ синтезирована верно (Приложение А). 

    9 Синтез схемы цифровой динамической индикации
    В цифровых устройствах информация, подлежащая индикации на знакосинтезирующих индикаторах, к которым относятся заданные полупроводниковые светодиодные семисегментные индикаторы, как правило, представляются в двоично-десятичном коде.
    
     В данном примере номер датчика, который  необходимо индицировать, поступает с выходов ОУ в виде двух декад  двоично-десятичного кода, т.е. разряды единиц и разряды десятков номера датчика представляются отдельным четырехразрядным двоичным числом.
    Для разработки электрической принципиальной схемы ЦДИ:
    - осуществляем выбор ИМС мультиплексоров. Выбрали ИМС К555КП11, поскольку индицируемое число представляется двумя декадами. Данный ИМС содержит четыре мультиплексора на два входа и один выход с общим адресным входом. При подаче на адресный вход уровня логического 0 к выходам подключаются первые информационные входы МХ, при подаче уровня логической 1 – вторые. При уровне 0 на входах МХ устанавливается декада единиц, при уровне логической 1 – декада десятков. Адреса для мультиплексора формируем с помощью внешнего генератора прямоугольных импульсов со скважностью Q=2 и частотой 25Гц, при которой каждый индикатор будет «мигать» с частотой 50Гц, не воспринимаемой человеческим глазом;
    - осуществляем выбор типа индикатора. На рисунке 6 приведено УГО индикатора АЛС324А. Светодиоды АЛС324А имеют общий катод – вход , на который необходимо подать уровень логического 0. Для высвечивания какого-либо сегмента на соответствующий вход подается уровень логической 1, для его гашения – логический 0. Обозначения сегментов приведены на рисунке 7.
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Рисунок 6. УГО АЛС324А                      Рисунок 7. Обозначение сегментов
                                                                                            индикатора АЛС324А
    
    Для заполнения таблицы функционирования преобразователя все цифры (0-9) изобразили с помощью сегментов. Все цифры с обозначениями сегментов представлены на рисунке 8.

Рисунок 8. Цифры 0-9 с обозначениями сегментов
    Далее заполним таблицу функционирования преобразователя (таблица 4).
    Таблица 4. Функционирование преобразователя
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.