Содержание к диссертации
Введение
1. Классификация и сравнительные характеристики двухкоординатных преобразователей перемещений ... 12
1.1. Классификация двухкоординатных преобразователей перемещений 12
1.2. Двухкоординатные преобразователи с механическим разложением перемещений 15
1.3. Двухкоординатные преобразователи перемещений со сферическим подвижным элементом 20
1.4. Двухкоординатные преобразователи перемещений со стержневым подвижным элементом 27
1.5. Планшетный двухкоординатный преобразователь перемещений 28
1.6. Двухкоординатный преобразователь перемещений с подвижным элементом конусообразной формы 33
Выводы 36
2. Анализ вихретокового взаимодействия накладной катушки индуктивности с наклонными электропроводящими элементами различной формы . 37
2.1. Влияние на вносимое напряжение угла взаимного наклона плоскости электропроводящего элемента и катушки накладного датчика 37
2.2. Анализ зависимости вносимого напряжения от угла наклона для датчика угловых перемещений 44
2.3. Сравнение достоверности результатов расчетов с известным решением электродинамических задач 48
2.4. Влияние на вносимое напряжение радиуса кривизны цилиндрического электропроводящего элемента 50
2.5. Влияние на вносимое напряжение угла наклона оси цилиндрического электропроводящего элемента относительно плоскости катушки накладного вихретокового датчика 56
2.6. Влияние на вносимое напряжение угла наклона конусообразного электропроводящего элемента 61
2.7. Влияние на вносимое напряжение азимутального углового смещения конусообразного электропроводящего элемента 72
Выводы 81
3. Анализ статической характеристики ДВП с подвижным элементом конусной формы 83
3.1. Зависимость суммарного угла наклона подвижного элемента от углов наклона и поворота 83
3.2. Зависимость вносимого напряжения от суммарного угла наклона .. 87
3.3. Статическая характеристика ДВП угловых перемещений
с конусным подвижным элементом 92
3.4. Годограф вносимых напряжений при двухкоординатном угловом перемещении подвижного элемента 104
3.5. Конструктивно-технологическая линеаризация статической характеристики ДВП перемещений 107
Выводы 112
4. Автоматическая коррекция характеристик ДВП с помощью микропроцессорного корректирующего преобразователя 114
4.1. Способ автоматической коррекции выходных сигналов ДВП 114
4.2. Алгоритм программы работы микропроцессорного корректирующего преобразователя 119
4.3. Функциональная схема интерфейса корректирующего преобразователя 121
4.4. Алгоритмы программы ожидания и асинхронной загрузки данных 121
4.5. Оценка погрешности преобразования в микропроцессорном устройстве 138
4.6. Принципиальная схема микропроцессорного корректирующего преобразователя 144
Выводы 146
5. Термостабилизация и экспериментальные исследования двп с микропроцессорной коррекцией характеристик 148
5.1. Влияние нестабильности частоты следования импульсов в измерительной цепи импульсно-гармонического преобразователя 148
5.2. Влияние нестабильности ёмкости конденсатора в колебательном контуре измерительной цепи импульсно-гармонического преобразователя 150
5.3. Влияние нестабильности удельной электрической проводимости материала подвижного элемента в электромеханической части ДВП 152
5.4. Амплитудный способ термостабилизации применительно к импульсно-гармоническому преобразователю 159
5.5. Методика настройки термостабилизирующей части импульсно-гармонического преобразователя 162
5.6. Экспериментальная установка для исследования статических характеристик конусного ДВП 165
5.7. Анализ результатов экспериментальных исследований ДВП с микропроцессорным автокорректирующим устройством 168
Выводы 173
Заключение 175
Литература 177
Приложения 186
- Двухкоординатные преобразователи перемещений со сферическим подвижным элементом
- Анализ зависимости вносимого напряжения от угла наклона для датчика угловых перемещений
- Зависимость вносимого напряжения от суммарного угла наклона
- Алгоритм программы работы микропроцессорного корректирующего преобразователя
Введение к работе
Актуальность работы. Двухкоординатные преобразователи перемещений (ДКП) представляют собой многочисленную группу преобразователей, работающих в самых разнообразных областях техники. Это системы ориентации и навигации, робототехнические комплексы, гироскопические системы и системы электродистанционного управления подвижными объектами. Многообразие применения ДКП предопределило разнообразие конструкций, различие их технических характеристик и функциональных возможностей.
Особенно жесткие требования предъявляются к ДКП при их использовании на летательных аппаратах (ЛА), например, в качестве органов управления, расположенных на ручке управления ЛА. Рост скоростей ЛА, повышенные требования по надежности и безопасности, при жестких ограничениях на массогабаритные показатели, выдвигают задачу создания малогабаритного, надежного и технологичного ДКП, работающего в сложных условиях эксплуатации.
По конструктивному исполнению ДКП можно разделить на две части: механические устройства разложения двухкоординатного перемещения на два ортогональных однокоординатных перемещений и электронного блока обработки выходных напряжений с ДКП. В связи с этим возникает задача рационального распределения метрологических показателей между механическим устройством и электронным блоком. Повышенные требования по точности изготовления механического устройства существенно повышают стоимость преобразователя угловых перемещений, а также ухудшают его надежность, вследствие износа подвижного элемента.
Развитие микропроцессорных средств обработки информации и программных средств их обеспечения, позволяет в значительной степени обеспечить высокие метрологические показатели преобразователя в целом. При этом к электромеханической части ДКП с вихретоковыми
чувствительными элементами (ВТЧЭ) не предъявляются высокие требования по точности изготовления, а коррекция погрешности выходных сигналов от ВТЧЭ осуществляется с помощью микропроцессорного устройства.
Такой подход к решению поставленной задачи требует создания новых алгоритмов обработки выходных сигналов двухкоординатных вихретоковых преобразователей (ДВП), что, в свою очередь, обуславливает необходимость выявления причин нелинейности их статических характеристик .
В этом плане разработка новых перспективных ДВП, исследование их технических и эксплуатационных характеристик является актуальной задачей, эффективное решение которой позволяет существенно улучшить эксплуатационные возможности подвижных объектов.
Целью данной работы является создание надежного и технологичного
двухкоординатного преобразователя перемещений с конусным подвижным
элементом и вихретоковыми чувствительными элементами с
микропроцессорной коррекцией функции преобразования для систем управления подвижными объектами.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести систематизацию и сравнительный анализ принципов построения ДВП;
-исследовать взаимодействие ВТЧЭ с наклонными
электропроводящими элементами различной формы;
- исследовать взаимодействия ВТЧЭ с электропроводящим коническим подвижным элементом для двух ортогональных угловых перемещений подвижного элемента относительно катушки и выявить причины искажения статических характеристик ДВП с подвижным элементом конусообразной формы;
- разработать способ и технические средства микропроцессорной автоматической коррекции статической характеристики ДВП;
- исследовать влияние температурных изменений на метрологические свойства ДВП и разработать средства термостабилизации. Структура и краткое содержание диссертации. Во введении обоснована актуальность темы, изложены цель и задачи исследований, дана общая характеристика работы, показана научная новизна полученных результатов, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе приведена классификация ДКП по конструктивному исполнению и по чувствительным элементам, используемых в ДКП, в соответствии с их физическими эффектами. На основании анализа параметрических ДКП показано, что применение ВТЧЭ открывает возможности по созданию малогабаритных, надежных и стабильных ДВП угловых перемещений. Среди ДКП с ВТЧЭ наибольший интерес представляют ДВП с подвижным элементом конусной формы, обладающий конструктивно-технологической простотой и высокими эксплуатационными показателями.
Во второй главе рассмотрены вопросы вихретокового взаимодействия накладной катушки индуктивности с наклонными проводящими элементами различной формы. Показано, что результаты расчетов вносимых напряжений по предложенной методике и результатов решения электродинамической задачи, для сферического электропроводящего элемента совпадают с погрешностью не более ± 2 %. Для конусного электропроводящего элемента зависимость вносимого напряжения от угла наклона аналогична зависимости для плоского элемента.
В третьей главе исследована статическая характеристика ДВП с подвижным элементом конусной формы. При этом используется суммарный угол наклона поверхности подвижного элемента относительно плоскости катушки индуктивности. Исследованы причины появления нелинейности в выходной характеристики ДВП и предложено использовать функциональный корректирующий множитель, который позволяет снизить погрешность
нелинейности до приемлемого значения. Показано, что годограф вносимых напряжений ДВП, при изменении угла поворота и при неизменном значении угла наклона, должен иметь вид дуги окружности с центром в начале координат.
В четвертой главе рассмотрены вопросы коррекции и стабилизации функции преобразования ДВП с использованием микропроцессорных средств обработки информации. Предложенный способ коррекции основан на том, что сумма модулей выходных сигналов ДВП не превышает максимального значения требуемого выходного сигнала. Для реализации предлагаемого способа коррекции статической характеристики ДВП, разработано корректирующее устройство и проведен анализ его точности и быстродействия.
В пятой главе рассмотрены вопросы термостабилизации и результаты экспериментальных исследований ДВП с микропроцессорной коррекцией характеристик. Показано, что термонестабильность ДВП обусловлена следующими причинами: нестабильностью частоты мультивибратора, емкости конденсатора в измерительной цепи и нестабильностью удельной электрической проводимости материала подвижного элемента. Проведен количественный анализ вышеназванных причин появления температурной погрешности ДВП и предложены методы и технические средства для их улучшения.
Научная новизна работы заключается в следующем: 1 .Обоснована возможность построения перспективных ДВП с конусным подвижным элементом, которые обладают высокой надежностью и технологичностью.
2. Исследовано вихретоковое взаимодействие ВТЧЭ с
электропроводящим подвижным элементом конусной формы для двух
ортогональных угловых перемещений подвижного элемента относительно
катушки и установлено, что искажения функции преобразования
дискового ДВП обусловлены нелинейной зависимостью вносимых параметров ВТЧЭ от зазора.
3. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение микропроцессорной коррекции характеристик дискового ДВП, которые позволили в 20 раз снизить погрешность преобразования .
4. Выявлены причины термонестабильности ДВП с конусным подвижным элементом и исследованы возможности различных вариантов термостабилизации.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
- созданы конструктивные варианты ДВП, обладающие высокой
надежностью и технологичностью, а также малыми массогабаритными
показателями;
- предложен и обоснован новый способ коррекции нелинейности
функции преобразования ДВП, получены математические выражения,
которые позволили реализовать микропроцессорные средства повышения
точности;
выявлено, что доминирующим фактором термонестабильности
является зависимость удельной электрической проводимости материала
подвижного элемента от температуры и теоретически обоснован метод
термостабилизации на основе новых схемотехнических решений
электронной части ДВП;
- разработано микропроцессорное автокорректирующее устройство для
конусных ДВП;
разработан специализированный экспериментальный стенд и методики для исследования ДВП, позволяющие на порядок сократить время настройки, диагностики и технического обслуживания;
создана инженерная методика расчета вносимых параметров ВТЧЭ для конусных подвижных элементов ДВП.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработаны две модификации электромеханических узлов ДВП, прошедшие
экспериментальные исследования в лабораторных условиях Самарского государственного аэрокосмического университета.
Разработан новый вариант электронного преобразователя для ДВП, реализующий амплитудный метод термостабилизации.
Полученные результаты использованы в ФГУП НИИФИ при разработке многоцелевой электродистанционной системы управления подвижными объектами.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных симпозиумах «Надежность и качество», г.Пенза 2004, 2005,2006 г.г., региональной научно-технической конференции «Научные чтения студентов и аспирантов», г.Тольятти, 2005г. и НТС СГАУ.
Основные положения, выносимые на защиту:
Методы и результаты анализа вихретокового взаимодействия катушки индуктивности и электропроводящего конического подвижного элемента при изменении угла наклона между ними.
Обоснование влияния азимутального угла поворота подвижного элемента на статическую характеристику преобразования угла наклона во вносимые параметры чувствительного элемента.
Способы и технические средства автоматической коррекции метрологических характеристик ДВП с конусным подвижным элементом.
4. Результаты исследования схемотехнических приемов
термостабилизации электронных частей ДВП.
Публикации. Основные материалы диссертационной работы опубликованы в научных трудах, в том числе одной монографии, 5 статьях, одном патенте РФ на изобретение, 2 двух тезисов докладов.
Двухкоординатные преобразователи перемещений со сферическим подвижным элементом
Основным элементом вихретокового ДКП со сферическим подвижным элементом является вихретоковый чувствительный элемент (ВТЧЭ) в виде катушки индуктивности, который возбуждает электромагнитное поле [12,13]. В результате взаимодействия подвижного элемента и катушки датчика изменяются параметры катушки за счет вносимого сопротивления, что позволяет создать компактный вихретоковый ДКП угловых перемещений, изображенный нарис 1.5. Работа преобразователя основана на промежуточном преобразовании углового перемещения в ширину зазора между ВТЧЭ и сферическим подвижным элементом. Подвижный элемент представляет собой электропроводящую сферу 1 с диаметром, меньшим диаметра гнезда в корпусе 2. Сфера 1 эксцентрично расположена внутри неэлектропроводящей и диамагнитной сферы 3, диаметр которой равен диаметру гнезда с учетом допуска на скользящую посадку. В диаметральной плоскости гнезда расположены четыре катушки ВТЧЭ 4-6. При повороте подвижного элемента по часовой стрелке уменьшается ширина зазора у катушки 5 и увеличивается ширина зазора у катушки 4. Это позволяет использовать дифференциальное включение катушек, что линеаризует зависимость выходного сигнала от ширины зазора и уменьшает влияние внешних электромагнитных помех. Рассмотренный принцип действия вихретокового ДКП (ДВП) угловых перемещений реализован в конструкции [12, 29], показанной на рис. 1.6. Преобразователь содержит диэлектрический каркас 1, звено связи 2 с управляющим объектом, на котором закреплены электропроводящий шар 3 и диэлектрическая полусфера 4 разных диаметров, шарнирно расположенные в сферическом гнезде каркаса 1, катушки индуктивности 5, 6, которые соединены между собой и электронным блоком 7 вихретокового измерителя зазоров, катушки индуктивности 8, 9, соединенные между собой и с электронным блоком 7 вихретокового измерителя зазоров и установленные под углом 90 относительно катушек 5, 6. Состав электронного блока 7 вихретокового измерителя зазоров определяется выбранным методом выделения информативного сигнала [33, 42]. В общем случае он содержит источник электропитания, усилители мощности и устройство формирования выходного сигнала. ДКП работает следующим образом. В исходном состоянии, при перпендикулярном положении звена связи 2 с управляющим объектом, относительно плоскости основания диэлектрической полусферы 4, и питании катушек индуктивности 5, 6 и 8, 9 напряжением высокой частоты, от источника энергопитания, сигналы с катушек индуктивности 5, 6 и 8, 9, наведенные от магнитных полей вихревых токов, протекающих по поверхности электропроводящего шара будут равны, т. к. зазоры между катушками индуктивности 5, 6 и 8, 9 и электропроводящим шаром одинаковы.
Поэтому на выходе устройства формирования выходного сигнала электронного блока 7 напряжение равно нулю. При угловом перемещении звена связи 2 с управляющим объектом изменяются зазоры между катушками индуктивности 5, 6 и 8, 9 и электропроводящим шаром, что приводит к различным по величине сигналам на катушках индуктивности 5, 6 и 8, 9. В результате на выходе электронного блока 7 появляются напряжения Ua и Up соответствующие величине углового перемещения звена связи 2 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На рисунке 1.7 показан подвижный элемент двухкоординатного преобразователя угловых перемещений, который обеспечивает более высокую надежность и технологичность, что достигается путем выполнения сферического подвижного элемента в виде двух шарообразных сегментов 1, 2 из одного электропроводящего материала разных радиусов, и со смещением центров. Это позволяет выполнить сферический подвижный элемент в виде одной детали, что упрощает технологию изготовления ДВП. Для повышения помехоустойчивости работы ДВП угловых перемещений, в условиях вибрации, в средней части подвижного сферического элемента выполняют сферический участок 3 меньшего радиуса, центр которого совпадает с центром гнезда в корпусе ДВП (рис. 1.8). Такое исполнение сферического элемента создает в выходной характеристике ДВП зону нечувствительности в области начальных перемещений. Благодаря этому случайные вибрационные помехи, приводящие к колебаниям углового положения подвижного элемента в зоне этого участка, практически не оказывают влияния на результаты преобразования, т. к. зазоры между поверхностью участка 3 подвижного элемента и катушками индуктивности остаются неизменными при угловых перемещениях объекта в пределах созданной зоны нечувствительности . Для повышения надежности и упрощения конструкции подвижного элемента ДВП сферический подвижный элемент можно выполнять в виде электропроводящего усеченного шарообразного элемента 1 (рис. 1.9) и сегментного диэлектрического участка 2 второго шарообразного элемента того же радиуса, причем центры обоих шарообразных элементов совпадают с центром сферической полости корпуса ДВП. Выбирая высоту Н диэлектрического участка, исходя из требуемой величины зоны нечувствительности формируют заданный вид выходных характеристик ДВП. В этом варианте ДВП угловых перемещений, в отличие от предыдущих, принцип действия основан на изменении площади указанного зазора между катушкой датчика и электропроводящим подвижным элементом.
Анализ зависимости вносимого напряжения от угла наклона для датчика угловых перемещений
На рисунке 2.4 показана модель взаимодействия объекта контроля, имеющего возможность перемещения относительно оси, проходящей через точку „О". Здесь ширина зазора на осевой линии катушки чувствительного элемента: С учетом влияния наклона плоскости объекта контроля, относительно плоскости катушки ВТЧЭ, можно записать: Следует отметить, что значения, приведенные в таблице 2.4 одинаковы для всех соотношений (//Дм). Влияние толщины катушки чувствительного элемента удобно показать в табличной форме, которая демонстрируется данными, приведенными в таблице 2.5. Из таблицы 2.5 видно, что желательно изготавливать катушки накладных вихретоковых чувствительных элементов максимально тонкими, так как при толщине катушки равной 0,8DBT чувствительность катушки снижается более чем в 10 раз. В электромагнитном неразрушающем контроле обычно анализируют влияние параметров объекта контроля на вносимое напряжение в катушке вихретокового датчика с помощью решения электродинамических задач. Решение таких задач связано со значительными трудностями теоретического и вычислительного характера, поэтому до настоящего времени не решены электродинамические задачи для случаев: а) наклонной электропроводящей плоскости над катушкой индуктивности; б) горизонтального и наклонного электропроводящих цилиндров над катушкой индуктивности; в) электропроводящего конуса над катушкой индуктивности.
Однако, известны решения электродинамических задач по расчету вносимого напряжения в накладной вихретоковый преобразователь (катушку индуктивности) над электропроводящей сферой [ 67]. График зависимости вносимого напряжения от радиуса кривизны сферического электропроводящего тела (нормированный к вносимому напряжению для горизонтальной электропроводящей плоскости) показан на рисунке 2.6. Применяя методику расчета вносимых напряжений [73] можно записать следующие соотношения: Так как для сферического тела значение АН не изменяется при обходе контура вихревых токов в электропроводящем теле, то зависимость вносимого напряжения от радиуса кривизны шара приобретает следующий вид: Из сравнения данных таблицы 2.6 с графиком на рисунке 2.6 видно, что для сферического электропроводящего элемента результаты определения зависимости вносимого напряжения от радиуса кривизны электропроводящего элемента, выполненные с помощью решения электродинамической задачи и по предлагаемой в данной работе методике, практически совпадают (с погрешностью не более 2%). Отсюда можно сделать вывод о том, что предлагаемая методика дает достаточно достоверные результаты и может быть использована для анализа влияния кривизны и наклона электропроводящего тела на величину вносимого напряжения в катушке индуктивности вихретокового датчика. Если ось цилиндрического электропроводящего элемента параллельна плоскости катушки чувствительного элемента, то модель их взаимодействия можно графически представить так, как показано на рисунке 2.7. Из рисунка 2.7 видно, что при обходе по линии протекания вихревых токов на поверхности цилиндрического тела, значение зазора между отдельными точками на контуре вихревых токов и плоскостью катушки вихретокового чувствительного элемента различно. Текущее значение приращений зазора АН можно определить с помощью следующих соотношений
Зависимость вносимого напряжения от суммарного угла наклона
Во второй главе был сделан вывод о возможности учёта влияния угла взаимного наклона катушки ВТЧЭ и плоскости электропроводящего элемента с помощью множителя (1 + 2,25-sin а). Этот вывод можно использовать и для двухкоординатных угловых перемещении конусного электропроводящего элемента. Для оценки достоверности такого предположения необходимо: а) выполнить численное интегрирование для определения вносимого напряжения в условиях действия двухкоординатных угловых перемещений по формулам, полученным в главе 2 для конусного электропроводящего элемента. б) выполнить численное интегрирование для плоского электропроводящего тела с учётом суммарного угла наклона є. в) сравнить результаты вычислений по двум предыдущим пунктам и сделать вывод о правильности вышеназванного предположения. Результаты вычисления относительных значений вносимого напряжения для конусного электропроводящего элемента, проведённые на основании формул 2.2...2.48, представлены в таблицах 3.3, 3.4,3.5.
В ДВП с конусным подвижным элементом реализован дифференциальный принцип преобразования. На рисунке 3.5 схематично показана конструкция основного узла ДВП угловых перемещений с конусной подвижной частью. Здесь обозначено: 1 - конусный электропроводящий подвижный элемент; 2,3 - катушки индуктивности ВТЧЭ; 4 - шар; 5 - опора. При удалении конусного электропроводящего элемента 1 от катушки 2 происходит приближение электропроводящего элемента 1 к катушке 3. За счёт дифференциального включения катушек индуктивности 2 и 3 выходное вносимое напряжение измерительной цепи (UBbIX) равно разности вносимых напряжений в двух катушках: где В последних соотношениях значения вносимых напряжений должны быть определены по формулам для численного интегрирования, или по выражению (3.7). Результаты вычислений выходного вносимого напряжения по формулам (3.8) на основе численного интегрирования представлены в таблицах 3.8...3.10 и изображены в виде графиков на рисунках 3.6...3.8. Из анализа графиков на рисунках 3.6 и 3.7 видно, что нелинейность статической характеристики UBUX (а) возрастает при увеличении отношения ( /п ). Таким образом можно рекомендовать уменьшение соотношения / У ВТ ( /С ) при проектировании ДВП перемещений для данной конструкции.
Алгоритм программы работы микропроцессорного корректирующего преобразователя
Функциональная схема интерфейса корректирующего преобразователя показана на рисунке 4.3. Входные сигналы поступают на входы импульсно-гармонических преобразователей ДКП [ 41, 42, 46,51, 60].
Для каждой координаты в схеме используется свой аналого-цифровой преобразователь, что существенно упрощает реализацию управляемого ввода данных. Для развязки между выходами двух АЦП и входом микроконтроллера установлены два буферных регистра, которые на своих выходах могут устанавливать высокоимпедансное состояние при подаче высокого логического уровня на управляющий вход Z. Кроме того, регистры фиксируют выходные сигналы с АЦП в момент прихода на их управляющие входы сигналов готовности данных.
Одновибраторы (ОВ), которые показаны на рисунке 4.3, служат для формирования импульсов запуска АЦП, причем запуск каждого из них происходит с одновременным переводом соответствующего буферного регистра в высокоимпедансное состояние. Используемые в схеме АЦП выбираются одного типа с тем расчетом, чтобы время преобразования у них было одинаковое. Тогда программно-управляемое переключение на запуск АЦП исключает их одновременную готовность выдать данные. Помимо этого, очередность считывания данных с того или иного АЦП выбирается автоматически, так как их логические сигналы готовности данных поступают на отдельные линии тестирования.
Асинхронная загрузка данных XI или Y1 в порт Р0 микроконтроллера осуществляется согласно программы, алгоритм которой показан на рисунке
Логика работы микроконтроллера по указанному алгоритму состоит из периодического тестирования линий РЗ.О и Р3.1 в цикле ожидания. В случае положительного результата тестирования - «Да» одной из указанных линий порта РЗ происходит переход к программному модулю загрузки данных в регистры микроконтроллера через порт РО. Предметом тестирования линии РЗ.О и Р3.1 является проверка наличия на них активного логического уровня напряжения. Активным выступает уровень логического нуля, который в случае готовности соответствующего АЦП выставляется с его вывода ГД, как отмечалось выше, на вход С своего буферного регистра и соответствующую линию порта РЗ.После загрузки данных XI и У1 в аккумулятор, а затем соответственно в регистры R4 и R6 в каждом программном модуле, обслуживающем соответствующий АЦП, командами CPL Р3.2 и CPL РЗ.З на линии Р3.2 и РЗ.З соответственно выводятся высокие логические уровни напряжения. Каждый из этих уровней переводит соответствующий буферный регистр в высокоимпедансное состояние и запускает соответствующий одновибратор.
Программный модуль загрузки данных XI заканчивается командой INC R0, а программный модуль загрузки данных У1 - командой DEC R0, что позволяет в случае загрузки данных, например, XI, блокировать выход из программы ожидания и асинхронной загрузки данных в порт РО при сравнении содержимого R0 с константой #02Н и выполнить обязательный переход к программному модулю загрузки данных У1.
В конце этого модуля содержимое регистра R0 восстанавливается командой DEC R0 и при последующем сравнении содержимого R0 с константой #02Н по команде условного перехода CINE R0,#02,L0 микропроцессор получает адрес следующей команды AJMP L5, которая выводит его к программе вычисления текущего радиуса rl и коэффициентов коррекции к\ и к2. Программа ожидания и асинхронной загрузки данных приводится в приложении 1.
Рассмотрим построения алгоритма программы вычисления текущего радиуса rl и коэффициентов коррекции .Текущий радиус rl исходной окружности, который представлен координатами XI и Y1, вычисляется по известному соотношению: г1 = л/Х12 + Yl2 . Алгоритм программы вычисления текущего радиуса rl представлен на рисунке 4.5.
В основе алгоритма лежит принцип сравнения подбираемой по значению величины (rl2) с вычисленной величиной (X12+Y12), получаемой после загрузки одной выборки данных XI и Y1 с соответствующих АЦП. Вычисление (XI2 + Y12) осуществляется путем перемножения соответственно XI на XI и Y1 на Y1 и последующего сложения полученных результатов. Функцию сравнения реализует программный модуль вычитания указанных величин, который осуществляет вычисление разности двух двухбайтных чисел, так как значения величин (rl ) и (XI + Yl ) могут занимать по два байта каждая, а результат всегда попадает в аккумулятор. Для этого случая резервируются ячейки ОЗУ с адресами ОАН и ОВН, которые указывает регистр R0 - указатель адреса ячеек ОЗУ для размещения промежуточных данных. Операции вычитания производятся с учетом заема, поэтому если старший байт уменьшаемой величины (rl ) будет меньше старшего байта вычитаемой величины (XI + Y1 ), то поднимется флаг переноса С.
Таким образом, тест этого флага, в каждом цикле сравнения, показывает какая величина из двух сравниваемых больше. В процессе выполнения данной программы величина (XI +Y1 ) остается неизменной и выступает в качестве опорной, величина (rl2), в каждом цикле сравнения, уменьшается. Диапазон изменения возможных значений rl, состоящий из целых чисел ограничен снизу нулем, а сверху числом FF)6.
