Объектом исследования является система управления электромеханическим приводом. Цель работы – разработка архитектуры системы управления электромеханическим приводом и программная реализация взаимодействия электронных устройств системы. В результате исследования разработана архитектура системы управления электромеханическим приводом на базе микроконтроллерного устройства. Реализована программная часть по взаимодействию электронных устройств системы, а также алгоритм работы привода. Новизна работы заключается в применении микроконтроллера в качестве управляющего устройства системы управления, вместо внедрения дорогостоящего промышленного контроллера. Также ситуация обостряется невозможностью обслуживания и технической поддержки оборудования зарубежными производителями на территории Российской Федерации, в связи со сложившейся геополитической обстановкой в стране и мире. Учтены терминологические особенности предметной области и применены программные средства для решения задач. Применено специализированное программно-математическое обеспечение для разработки алгоритмов на языках C/C++ для микроконтроллеров STMCubeIDE и STMCubeMX.

The object of the research is the control system of electromechanical drive. The aim of the work is to develop an architecture of electromechanical drive control system and software implementation of the interaction of electronic devices of the system. As a result of the study, the architecture of electromechanical drive control system based on a microcontroller device was developed. The software for the interaction of electronic devices of the system, as well as the algorithm of the drive. The novelty of the work is in the use of a microcontroller as a controlling device of the control system, instead of the introduction of an expensive industrial controller. Also, the situation is aggravated by the impossibility of maintenance and technical support of equipment by foreign manufacturers in the Russian Federation, due to the current geopolitical situation in the country and the world. Terminological features of the subject area are taken into account and the software for solving the problems is applied. Specialized software-mathematical software for algorithm development in C/C++ languages for STMCubeIDE and STMCubeMX microcontrollers is applied.

• Введение
• 1. Общие сведения и варианты реализации системы управления
• 1.1. Классификация систем управления
• 1.2. Варианты реализации системы управления
• 2. Реализация системы управления
• 2.1. Разрабатываемая система управления
• 2.2. Протоколы и стандарты передачи данных
• 2.2.1. Протокол физического уровня передачи данных – UART
• 2.2.1.1. Формат передачи данных по протоколу UART
• 2.2.2. Протокол ModBus RTU
• 2.2.2.1. Формат передачи данных по Modbus RTU протоколу
• 2.2.2.2. Функции протокола Modbus RTU
• 2.2.2.3. Помехоустойчивое кодирование в ModBus RTU
• 2.2.3. Протокол CAN
• 2.2.3.1. Формат сообщения CAN
• 2.2.3.2. Проверка ошибок и ограничение сбоев
• 2.2.4. Стандарт передачи данных SPI
• 2.2.4.1. Прием и передача данных в SPI
• 2.3. Реализация алгоритма работы системы управления
• 2.3.1. Описание алгоритма работы устройств по CAN-шине
• 2.3.1.1. Параметры линии связи
• 2.3.1.2. Формат сообщений
• 2.3.1.3. Описание переменных
• 2.3.1.4. Алгоритм работы
• 2.3.2. Описание алгоритма регулировщика привода
• 2.3.3. Описание режимов работы привода
• 3. Аппаратная часть реализации
• 3.1. Выбор аппаратных средств
• 3.1.1. Контроллер управления приводом
• 3.1.2. Преобразователь частоты вращения электропривода
• 3.1.3. Программное обеспечение для создания и отладки алгоритмов работы на микроконтроллере STM32
• 3.1.3.1. Графический генератор кода STM32CubeMX
• 3.1.3.2. Среда разработки STM32CubeIDE
• 3.1.3.3. Инструмент для отладки Freemaster
• 3.2. Конфигурирование периферийных устройств
• 3.2.1. Интерфейс USART
• 3.2.2. Интерфейс CAN
• 3.2.3. Интерфейс SPI
• 3.2.4. Логирование данных
• 3.2.5. Инициализация дискретных портов I/O
• 3.3. Результаты
• Заключение
• Список используемой литературы