Разработка системы управления электропривода на основе метода модельно-ориентированного программирования

Аннотация

Описаны этапы и приведены результаты проектирования микропроцессорной системы управления электропривода с вентильным электрическим двигателем с применением метода модельно-ориентированного программирования, основанного на использовании системы компьютерной математики Matlab, ее компонентов и пакетов расширений в качестве средства разработки и отладки программного обеспечения систем управления техническими системами. Работа с указанным методом значительно упрощает и ускоряет процесс создания программного обеспечения, так как оно проектируется в удобной и наглядной графической форме, аналогичной обычным математическим моделям Matlab/Simulink. Показано, что средства модельно-ориентированного программирования позволяют применять аппаратные и вычислительные ресурсы микроконтроллера, а также математические средства системы Matlab для решения конкретных задач управления. Использование средств модельно-ориентированного программирования показано на примере проектирования функционально завершенной системы управления электропривода. При разработке электропривода решен комплекс задач управления вентильным электрическим двигателем, регулирования координат в режимах стабилизации скорости вращения, слежения и позиционирования, доступа к параметрам и настройкам системы управления, интерактивного управления и связи с системой управления верхнего уровня по цифровому интерфейсу. Средства модельно-ориентированного программирования позволили представить программное обеспечение микропроцессорной системы управления электропривода в графической форме, указать связи между модулями и функциями программного обеспечения и порядок их взаимодействия, описать последовательность выполнения алгоритма управления электроприводом и взаимодействия его системы управления с периферийными устройствами. Доступ системы управления к коммуникационной сети по цифровому интерфейсу и протокол обмена данными между электроприводом и системой управления верхнего уровня также реализованы с помощью метода модельно-ориентированного программирования. Для интерактивного управления электроприводом разработано специальное приложение для персонального компьютера. Показано, что программное обеспечение, разработанное с применением метода и средств модельно-ориентированного программирования, по функциональности не уступает программному обеспечению, созданному с применением обычных средств программирования. Данный электропривод может быть использован в следящих электромеханических системах, требующих динамичного регулирования координат. Результаты разработки программного обеспечения с применением метода модельно-ориентированного программирования могут быть востребованы в качестве учебно-методических материалов.