PSD regulátor s 80c552 pre tyristorový usmerňovač - Diversant Software

Logo DSW
Logo DSW
Logo DSW
Prejsť na obsah

PSD regulátor s 80c552 pre tyristorový usmerňovač

Projekty > 8051 > Regulátory a riadiace systémy > Regulátory
PSD regulátor s 80c552

Mikroprocesorový PSD regulátor s 80c552 je relatívne výkonný mikroprocesor z rodiny 8051 ktorý je vhodný pre "klasické" tyristorové usmerňovacie mosty s prúdovým medziobvodom ktoré je tvorené tlmivkou. Princíp PSD regulátora je možné charakterizovať ako prírastkový typ PSD regulátora. Mikroprocesor 80c552 obsahuje multiplexovaný 8 kanálový 10-bitový AD (analógovo-číslicový) prevodník s časom prevodu typicky 50 cyklov mikroprocesora čo je pri kryštáli 18,432MHz cca. 28,00µs. Regulátor sníma žiadanú a skutočnú hodnotu prúdu z ktorej následne vypočíta regulačnú odchýlku ktorú použije pri výpočte požadovanej hodnoty veľkosti uhla otvorenia tyristorov v rozsahu 30° až 150° elektrických podľa požadovaného výkonu.  V prípade použitia tlmivky v jednosmerom medziobvode je nevyhnutné zachovať schopnosť nastavenia regulátora do invertorického režimu, aby umožnil vrátiť energiu akumulovanú v indukčnosti do elektrickej siete. Generátor impulzov pre tyristory pracuje na číslicovom princípe a je vytvorený špeciálnymi komparačnými jednotkami CM0 až CM2 riadenými hardware-ovým prerušením. Konštanty regulátora PSD sa zadávajú v programe ktorý je napísaný v jazyku C a assembler pre dosiahnutie maximálnej efektívnosti a  rýchlosti regulačného algoritmu. Urýchlenie je dosahované aj tabuľkami s hodnotami obsahujúcimi predvypočítané hodnoty ktoré sa v prípade potreby omnoho rýchlejšie použijú z pamäti programu. Pri použití mikroprocesora DS87C550 od firmy MaximIntegrated ktorý je pinovo zhodný s 80C552 je čas prevodu 16,00µs, čo je cca. 3x menej oproti architektúre 80C552. V prípade použitia procesora C504 je možné vykonať výpočet regulačného vzťahu podstatne rýchlejšie vďaka integrovanej špeciálnej matematickej jednotke. V opisovanej variante je použitá "reálna" aritmetika výpočtu regulačného vzťahu. Druhý variant už obsahuje modifikovanú časť regulačného vzťahu kde sú uložené v XRAM všetky potrebné údaje v tabuľke a regulačný vzťah používa len celočíselnú aritmetiku, čím sa dosiahlo výrazného urýchlenia výpočtov.

Simulácia PSD regulátora v Keil uVision5
Výpočet prírastkového PSD regulačného vzťahu
PSD regulátor pre tyristorové usmerňovače
Pre urýchlenie výpočtov regulačného PSD algoritmu je vhodné používať len celočíselnú aritmetiku, kde používame pri výpočte len 16-bitové premenné údajového typu int (integer). Pri kryštáli 18,432MHz je potom možné vykonať regulačnú slučku pri AT89C51ED2 približne za čas pod 2,00ms. Na dosiahnutie tohto urýchlenia je potrebné všetky hodnoty KAE0, KBE1 a KCE2 konštánt pre potrebné regulačné odchýlky vypočítať pri štarte programu a uložiť do tabuľky, odkiaľ ich je možné pri požadovanej regulačnej odchýlke vybrať z pamäti programu CODE, alebo dát XRAM čo výrazne urýchli regulačný proces. Všetky hodnoty v tabuľkách sú už "normalizované" na údajový typ int. Každá tabuľka (KAE0, KBE1, KCE2) obsahuje 4kB konštánt ktoré sú reprezentované ako jednorozmerné pole. Celkovo je teda potrebné počítať s 12kB priestorom pre samotné tabuľky. Programový kód regulátora s tabuľkou si môžete pozrieť tu.
Aktualizácia údajov bola vykonaná dňa 22.10.2019.
Logo DSW
Logo DSW
Návrat na obsah