Nadzor hitrosti enosmernega motorja z algoritmom PID (STM32F4): 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Pozdravljeni vsi skupaj, To je tahir ul haq z drugim projektom. Tokrat je to STM32F407 kot MC. To je konec projekta sredi semestra. Upam, da vam je všeč.

Zahteva veliko konceptov in teorije, zato se najprej lotimo tega.

S prihodom računalnikov in industrializacijo procesov je skozi zgodovino človeštva vedno potekalo raziskovanje, da bi razvili načine za prečiščevanje procesov in, kar je še pomembneje, za njihovo avtonomno upravljanje. Namen je zmanjšati človekovo vključenost v te procese in s tem zmanjšati napake v teh procesih. Tako je bilo razvito področje "Inženiring krmilnih sistemov".

Inženiring nadzornega sistema je mogoče opredeliti kot uporabo različnih metod za nadzor delovanja procesa ali vzdrževanje stalnega in prednostnega okolja, pa naj bo to ročno ali avtomatsko. Preprost primer je lahko nadzor temperature v prostoru.

Ročni nadzor pomeni prisotnost osebe na lokaciji, ki preveri trenutne razmere (senzor), jih primerja z želeno vrednostjo (obdelava) in ustrezno ukrepa, da dobi želeno vrednost (aktuator)

Težava te metode je, da ni zelo zanesljiva, saj je oseba nagnjena k napakam ali malomarnosti pri svojem delu. Druga težava je tudi v tem, da hitrost postopka, ki ga sproži aktuator, ni vedno enotna, kar pomeni, da se včasih lahko pojavi hitreje, kot je zahtevano, včasih pa počasi. Rešitev tega problema je bila uporaba mikrokrmilnika za nadzor sistema. Mikrokrmilnik je programiran za krmiljenje procesa v skladu z danimi specifikacijami, povezan v vezje (o tem bomo razpravljali kasneje), napaja želeno vrednost ali pogoje in s tem nadzira proces, da ohrani želeno vrednost. Prednost tega procesa je, da v tem procesu ni potreben človeški poseg. Hitrost procesa je tudi enotna.

Preden nadaljujemo, je na tej točki nujno opredeliti različne terminologije:

• Nadzor povratnih informacij: V tem sistemu je vnos v določenem času odvisen od ene ali več spremenljivk, vključno z izhodom sistema.

• Negativne povratne informacije: V tem sistemu se referenca (vhod) in napaka odštejejo kot povratne informacije in vhod je 180 stopinj izven faze.

• Pozitivna povratna informacija: V tem sistemu se referenca (vhod) in napaka dodata kot povratna informacija in vhod sta v fazi.

• Signal napake: razlika med želenim izhodom in dejanskim izhodom.

• Senzor: Naprava, ki se uporablja za zaznavanje določene količine v tokokrogu. Običajno je nameščen na izhodu ali kjerkoli želimo narediti nekaj meritev.

• Procesor: Del nadzornega sistema, ki izvaja obdelavo na podlagi programiranega algoritma. Vzame nekaj vložkov in proizvede nekaj izhodov.

• Sprožilec: V krmilnem sistemu se aktuator uporablja za izvedbo dogodka, ki vpliva na izhod na podlagi signala, ki ga proizvaja mikrokrmilnik.

• Sistem z zaprto zanko: sistem, v katerem je prisotna ena ali več povratnih zank.

• Open Loop System: Sistem, v katerem ni povratnih zank.

• Rise Time: Čas, potreben za izhod, da se dvigne z 10 odstotkov največje amplitude signala na 90 odstotkov.

• Čas padca: čas, ki je potreben, da izhod pade z 90 odstotkov na 10 odstotkov amplitude.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot je količina, za katero izhod presega vrednost v stanju dinamičnega ravnovesja (običajno med prehodnim odzivom sistema).

• Settling Time (Čas poravnave): čas, ki ga izhod potrebuje, da doseže stabilno stanje.

• Napaka v stanju dinamičnega ravnovesja: razlika med dejanskim izhodom in želenim izhodom, ko sistem doseže stabilno stanje