Что такое контроллер в машине
Перейти к содержимому

Что такое контроллер в машине

  • автор:

Что делает контроллер двигателя в автомобиле

Контроллер двигателя играет решающую роль в управлении скоростью и крутящим моментом электродвигателя автомобиля. Без него электродвигатель не будет функционировать должным образом, и автомобиль не сможет двигаться.

Основная функция контроллера двигателя — управление потоком электрической энергии от аккумулятора к двигателю. Он регулирует и регулирует мощность, подаваемую на двигатель, контролируя его скорость и крутящий момент, что, в свою очередь, влияет на производительность автомобиля.

Одним из основных преимуществ использования контроллера двигателя в автомобиле является то, что он обеспечивает более плавное и эффективное ускорение и замедление. Это также помогает повысить общую энергоэффективность автомобиля, что, в свою очередь, может привести к увеличению запаса хода.

Еще одним преимуществом использования контроллера двигателя является то, что он может обеспечить больший контроль и предсказуемость поведения электродвигателя. При правильно откалиброванном контроллере двигателя можно добиться очень точной и точной реакции двигателя, что может иметь решающее значение в определенных ситуациях вождения.

Наконец, контроллер двигателя может помочь продлить срок службы электродвигателя и других компонентов трансмиссии автомобиля. Регулируя выходную мощность и снижая нагрузку на двигатель, это может помочь уменьшить износ двигателя и других компонентов, что в конечном итоге может привести к увеличению срока службы и повышению надежности автомобиля.

В целом, использование контроллера двигателя в автомобиле является важным компонентом современных электромобилей и основной причиной, почему эти автомобили становятся все более популярными среди потребителей. Благодаря своей способности регулировать выходную мощность, повышать энергоэффективность, а также повышать контроль и предсказуемость, контроллер двигателя является важнейшим компонентом, который помогает управлять будущим автомобильных технологий.

Что такое контроллер в машине

Главная часть системы впрыска — контроллер системы управления двигателем. Его иногда еще называют “мозгами” или эбу, как бы подчеркивая важность той работы, которую он выполняет. Контроллер (от английского control — “управление”) является коммуникационным и вычислительным центром системы — в зависимости от сигналов датчиков, по заранее определенным алгоритмам, он выдает управляющие воздействия на исполнительные устройства системы управления.

Конструктивно контроллер выполнен в виде металлического корпуса, внутри которого находится печатная плата с электронными компонентами. Жгут проводов от датчиков, исполнительных устройств и бортовой сети автомобиля подключается к контроллеру многополюсным штекерным разъемом. Контроллер системы управления двигателем работает в тяжелых условиях: широкий диапазон температуры окружающей среды (от —40 до +80оС); широкий диапазон влажности воздуха; высокая вибрация и т. д. Поэтому особые требования предъявляются к электронным компонентам и конструкции контроллера. Такие же высокие требования предъявляются к электромагнитной совместимости: чувствительности к внешним помехам и ограничению излучения собственных высокочастотных помех.

Если рассматривать структуру современного контроллера (см. схему), то видно, что он состоит из следующих основных частей:

— процессорная часть (микроЭВМ);

— формирователи входных сигналов;

— формирователи выходных сигналов;

Процессорная часть контроллера
Это именно та часть, где происходит все самое главное в работе контроллера. Основой процессорной части является однокристальная микроЭВМ. Она называется так из-за того, что большинство компонентов микропроцессорной структуры находятся на одном кристалле микросхемы (чипе). В контроллерах СУД используются 8-, 16- или 32-разрядные микроЭВМ. Разрядность — это количество бит информации, с которыми она оперирует. Основные компоненты микроЭВМ:

структура современного контроллера

Ц ентральный процессор. Производит выборку команд и данных из памяти программ и памяти данных, производит арифметические и логические операции над данными, управляет сигналами на внутренней шине адреса и данных.

С труктура современного контроллера :

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). То место, где хранится программа и данные в виде констант. Программа — переведенная на язык машинных кодов микроЭВМ совокупность всех алгоритмов управления СУД. Данные — калибровочные таблиц константы, которые участвуют в процессе расчетов или выбираются как управляющие параметры. Для разных типов СУД, использующих одинаковые контроллеры, записывается своя программа или свой набор данных. Информация в ПЗУ может храниться сколь угодно долго, независимо от того, работает контроллер или хранится на складе. Для записи программы и данных используются специальные устройства, которые называются программаторами.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Область памяти, где хранятся данные, которые в процессе работы изменяются. Это могут быть промежуточные результаты вычислений или значения, полученные от датчиков. В отличие от ПЗУ, информация в ОЗУ теряется после выключения питания контроллера. Чтобы сохранить данные, которые накапливаются в процессе работы контроллера и участвуют в расчетах как параметры адаптации алгоритмов к конкретному двигателю, в контроллерах существует так называемое энергонезависимое ОЗУ. Оно запитывается от отдельного источника питания, подключаемого непосредственно к аккумуляторной батарее. В режиме хранения это энергонезависимое О3У потребляет очень незначительное количество энергии, что не может привести к разряду батареи, так как ток потребления в этом случае сравним с током саморазряда. Недостатком такого типа энергонезависимого ОЗУ является то, что процесс адаптации возобновляется каждый раз после отключения питания от аккумулятора. На старых типах СУД так оно и было, и в “Руководстве по эксплуатации” существовало строгое предупреждение о недопустимости отключения. Для устранения этого недостатка в современных контроллерах СУД используют новый тип энергонезависимого ОЗУ, который для хранения информации вообще не требует никакого дополнительного источника питания.

АЦП
— аналогово-цифровой преобразователь. Однокристальная микроЭВМ не может работать с аналоговыми сигналами, поэтому в АЦП происходит дискретная выборка мгновенных значений непрерывного аналогового сигнала и преобразование их в цифровой код (обычно 8 или10 двоичных разрядов).

Порты ввода/вывода. Служат для организации взаимодействия микроЭВМ с другими компонентами контроллера. Через них происходит считывание входных и выдача выходных сигналов и информации.

Таймеры/счетчики — это устройства, необходимые для измерения интервалов времени или подсчета числа событий.

Генератор тактовой частоты. Вырабатывает тактовые импульсы синхронизации работы всей системы. От точности его работы зависит точность измерения всех интервалов времени.

Формирователи входных сигналов
Сигнал от датчика — это не что иное, как преобразованное в электрический сигнал значение физической величины (например, температуры охлаждающей жидкости). В контроллере СУД этот сигнал проходит через формирователь, где происходит согласование уровней (усиление или ослабление) — преобразование до той величины, которая необходима для нормальной работы процессорной части. Кроме того, входные формирователи выполняют защитную функцию от перенапряжения. Различают формирователи дискретных, аналоговых и частотных сигналов.

Дискретные сигналы — это сигналы, значение которых во времени меняется скачкообразно. Например, сигнал включения зажигания или сигнал запроса кондиционера. Такие сигналы поступают после преобразователей напрямую в процессорную часть на входы портов ввода/вывода.

Аналоговые сигналы — это сигналы, значение которых во времени непрерывно меняется. Например, сигнал с датчика массового расхода воздуха или с датчика положения дроссельной заслонки. Эти сигналы после предварительной обработки поступают в процессорную часть на входы АЦП.

Частотные сигналы — это сигналы, частота изменения которых несет информацию об изменении физической величины, измеряемой датчиком. Например, частота сигнала с датчика положения коленвала пропорциональна скорости вращения двигателя. Для дальнейшей обработки таких сигналов важно, чтобы эти сигналы не имели импульсных помех. Во входном формирователе частотный сигнал ограничивается по амплитуде (амплитудное значение такого сигнала не несет необходимой информации) и поступает в процессорную часть на вход таймера/счетчика.

Формирователи выходных сигналов
Эти формирователи преобразуют сигналы с портов ввода/вывода процессорной части в сигналы достаточной мощности для непосредственного управления исполнительными устройствами. Выходные формирователи — это современные микросхемы (драйверы), которые, кроме основных функций, усиления по мощности, еще выполняют функции защиты выходов контроллера от замыкания на массу или на плюс батареи, а также от перегрузки. Эти драйверы называют “интеллектуальными”, так как в случае ненормальной работы, когда срабатывают защитные функции, они информируют процессор об этом. В контроллере используются различные типы формирователей выходных сигналов в зависимости от необходимой мощности.

Формирователь канала диагностики необходим для согласования уровней электрических сигналов диагностического оборудования с уровнями сигналов процессора.

Источник питания
Поскольку процессорная часть и микросхемы формирователей имеют рабочее напряжение питания +5 вольт, в контроллере предусмотрен источник питания. Он выдает стабильное напряжение при изменении напряжения в бортовой сети в широком диапазоне. Просадка напряжения до 6 вольт во время холодного пуска двигателя с не полностью заряженной батареей не приводит к отключению контроллера СУД. От внутреннего источника питания контроллера также запитываются некоторые датчики системы управления.

Контроллер в вычислительной технике

Управляющий многоплатный контроллер

Контро́ллер (англ. controller, буквально – управитель) в вычислительной технике, электронное устройство, предназначенное для автоматического управления техническим объектом (процессом) по заданному алгоритму . Различают аппаратно-программные и аппаратные контроллеры. Аппаратно-программные контроллеры содержат процессор , память (где размещаются ядро операционной системы , служебные программы, прикладные программы управления объектом и др.), а также аппаратные узлы, реализующие функции ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов , обмена данными в информационно-управляющих сетях и др.; алгоритм управления задаётся программой, исполняемой процессором. Аппаратный контроллер не содержит процессора, алгоритм управления задаётся электронной схемой. Контроллер может также содержать панель управления для задания режимов процесса управления и вывода информации о состоянии системы и др.

По конструктивному исполнению контроллеры подразделяют на встраиваемые, которые монтируются в общий корпус оборудования (агрегат, машину, прибор) и являются его неотъемлемой частью, и внешние (автономные). По назначению различают специализированные контроллеры, предназначенные для управления объектом только одного вида или модели (например, контроллер освещения, контроллер дискового накопителя компьютера), и контроллеры общего назначения, применяемые в относительно широкой области автоматизации (например, контроллеры, используемые в автоматизированных системах управления технологическим процессом). С конца 1970-х гг. широкое распространение получили микроконтроллеры ( микрокомпьютеры , однокристальные компьютеры) – аппаратно-программные контроллеры, выполненные в виде единой сверхбольшой интегральной схемы (интегрирующей на одном кристалле процессор, память, устройства ввода-вывода и др.). Первый микроконтроллер выпущен фирмой Intel (США) в 1976 г. Постоянно расширяется сфера применения контроллеров: с конца 20 в. они используются на производстве (в системах управления технологическими процессами и оборудованием, измерительных системах и др.), транспорте, энергетике, в быту и др.

Опубликовано 1 ноября 2022 г. в 10:30 (GMT+3). Последнее обновление 22 ноября 2022 г. в 23:54 (GMT+3). Связаться с редакцией

Информация

Управляющий многоплатный контроллер

Области знаний: Архитектура и устройства ЭВМ, Конкретные виды изделий нано- и микроэлектроники Область знания: Информационные технологии

  • Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
    Создан при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.
    Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
    ISSN: 2949-2076
  • Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
    Главный редактор: Кравец С. Л.
    Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
    Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru
  • © АНО БРЭ, 2022 — 2024. Все права защищены.
  • Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
    Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
  • Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
    Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.

Что такое контроллер управления

Есть в электротехнике, электронике и вычислительной технике термины, которые объединяют устройства самого различного применения. Один из таких многозначных терминов, термин — контроллер.

Что такое контроллер управления?

Само слово контролер, буквально обозначает управление. Устройство, называемое контроллер, буквально означает — устройство, предназначенное для управления, чем либо.

Самым простым и понятным примером контроллер компьютера, который управляет внешними устройствами клавиатурой и мышью компьютера.

Чтобы был понятен спектр охватываемых приборов и устройств, именуемых контроллеры, приведу более сложный пример — контроллеры ControlLogix. Эта система на базе одного автономного контроллера и модулями ввода/вывода позволяет осуществлять дискретное управление постоянными процессами, управление приводами, сервоприводами в самых различных комбинациях.

ControlLogix

Используются программируемые контроллеры для автоматического контролирования работы машин, процессов упаковки, автоматизации зданий и конвейеров, управления освещением зданий и систем безопасности.

Еще один пример, это контролер умного дома. Это базовое устройство для работы данной системы. Без контроллеров управления не обходится ни одна система «умный дом». К входам контроллера «умного дома» подключаются различные датчики (утечки воды, наличие газа, дыма, датчики движения и т.д.). К выходам прибора подключаются сервоприводы и реле управления, которые в автоматическом режиме могут отключить газ, воду, регулировать и управлять светом дома.

kontroller umniy dom 1

Обще устройство контроллеров управления

Рассмотрим обще устройство контроллеров управления. Это поможет, на базовом уровне, понять суть их применения и использования в различных системах.

У любого контроллера есть клеммы входа и выхода. Также у контроллеров управления есть клеммы для подключения внешних интерфейсов. Интерфейсы позволяют контролеру получать и передавать сигналы на различные устройства. Существуют сетевые и коммуникационные интерфейсы.

Например, интерфейс USB позволяет менять прошивку контроллера. Сетевой Ethernet позволяет подключить устройство к сети Интернет и мобильному приложению. Интерфейсы промышленных контроллеров (например, Allen-Bradley) поддерживают промышленные сети (DeviceNet, ProfiBus, Ethernet, ControlNet, DH485 и т.п.).

Базовыми элементами любого контроллера являются входы и выходы устройства. На входы поступают информационные сигналы для дальнейшей обработки. На выходы контроллер сам подает сигнал, который чем-либо управляет.

Например, на вход контроллера поступает сигнал с датчика температуры воздуха. На выход подключаем управление работой кондиционера, включение которого зависит от датчика температуры воздуха.

Или еще пример, на вход подключаем датчик движения, на выход — управление освещением, которое включает/выключает освещение по сигналу датчика.

Входы и выходы

kontroller umniy dom 2

Так как возможностей у контроллеров масса, то и использовать их можно в самых различных комбинациях и системах. Однако важно, входы и выходы контроллера могут быть либо аналоговыми, либо цифровыми (дискретными).

  • Дискретный вход воспринимает только наличие (единица) или отсутствие (ноль) сигнала.
  • Аналоговый вход «видит» параметры сигнала.

Например, датчики температуры, освещенности, влажности должны подключаться к аналоговому входу. Датчик движения или простой выключатель должны подключаться к дискретному входу.

Вывод

Контроллеры управления это устройства позволяющие получать и обрабатывать сигналы, на базе обработанных сигналов (данных), по вложенным в них алгоритмам, управлять различными машинами, механизмами, приборами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *