PROCEDURE FOR CONSTRUCTIng FAST MICROPROCESSOR CENTRIFUGE AUTOMATIC CONTROL SYSTEM REGULATOR WITH SPECIAL TYPE OF TRANSFER FUNCTION CONVERSION
Authors: Анненков А.Н. , Белоусова О.В. 
Published: February 2023

Выбор регулятора системы автоматического управления определяется требованиями к закону изменения задаваемой величины, характер которого определяющим образом влияет на качество технологического процесса и основные потребительские характеристики оборудования. С помощью математических пакетов можно получить Z-преобразованную передаточную функцию регулятора при определенном значении периода квантования. Округление коэффициентов Z-функции даже в третьем - четвертом знаке в быстродействующих системах приводит к потере регулятором своих статистических свойств, что создает определенные сложности при реализации дискретной модели. При моделировании дискретного регулятора значение периода квантования по времени должно быть больше или равно значению времени выборки, которое указывается при вводе величин в блоке дискретной трансфер-функции. При невыполнении данного условия регулятор потеряет свои свойства. При моделировании дискретных регуляторов, в которых применяются Z-преобразования, их заменяют экстраполятором нулевого порядка. Такой приём ощутимо сокращает время на вычисления и снимает необходимость вычислений с дискретностью микроконтроллера. Для получения функций, описывающих закон изменения скорости центрифуги, наилучшие результаты дал метод наименьших квадратов. Участок линейного спада управляющего сигнала вносит сглаживание в зону выхода на стационарный режим работы и при необходимости может быть скорректирован по длительности и амплитуде. С учетом параметров формирования управляющего сигнала можно сказать, что реализация программного пуска системы с постоянным ускорением может быть выполнена на большинстве 8-разрядных микроконтроллеров. Описаны основы новой методики построения быстродействующего микропроцессорного регулятора системы автоматического управления, отличающейся подходами к выбору средств преобразования передаточной функции
The choice of the regulator of the automatic control system is determined by the requirements to the law of change of the specified value, the nature of which, in a determining way, affects the quality of the technological process and the main consumer characteristics of the equipment. With the help of mathematical packets, it is possible to obtain a Z-transformed transfer function of the regulator at a certain value of the quantization period. Rounding the coefficients of the Z-function even in the third or fourth sign in high-speed systems leads to the loss of its statistical properties by the regulator, which creates certain difficulties when implementing a discrete model. When simulating a discrete regulator, the value of the quantization period in time should be greater than or equal to the sampling time value, which is indicated when entering values in the unit of the discrete transfer function. If this condition is not met, the regulator will lose its properties. When simulating discrete regulators that use Z-transformations, they are replaced by a zero-order extrapolator. This technique significantly reduces computation time and eliminates the need for microcontroller discreteness calculations. To obtain functions describing the law of change in the centrifuge speed, the least squares method gave the best results. The linear decay section of the control signal introduces smoothing into the zone of exit to the stationary mode of operation and, if necessary, can be corrected for duration and amplitude. Taking into account the parameters of the control signal generation, it can be said that the implementation of the program start of the system with constant acceleration can be performed on most 8-bit microcontrollers. The work describes the basics of a new technique for constructing a fast-acting microprocessor controller of an automatic control system, which differs in approaches to selecting transfer function conversion means