Līdzstrāvas motora ātruma kontrole, izmantojot PID algoritmu (STM32F4): 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Sveiki visiem, Tas ir tahir ul haq ar citu projektu. Šoreiz tas ir STM32F407 kā MC. Šis ir semestra vidus projekta noslēgums. Ceru, ka jums patīk.

Tas prasa daudz koncepciju un teorijas, tāpēc mēs vispirms to iedziļināmies.

Līdz ar datoru parādīšanos un procesu industrializāciju visā cilvēces vēsturē vienmēr ir bijuši pētījumi, lai izstrādātu veidus, kā uzlabot procesus un, vēl svarīgāk, tos kontrolēt, izmantojot mašīnas autonomi. Mērķis ir samazināt cilvēku līdzdalību šajos procesos, tādējādi samazinot kļūdu šajos procesos. Tādējādi tika izstrādāta vadības sistēmu inženierijas joma.

Vadības sistēmu inženieriju var definēt kā dažādu metožu izmantošanu, lai kontrolētu procesa darbību vai uzturētu nemainīgu un vēlamo vidi, neatkarīgi no tā, vai tā ir manuāla vai automātiska. Vienkāršs piemērs varētu būt temperatūras kontrole telpā.

Manuālā vadība nozīmē personas klātbūtni objektā, kas pārbauda pašreizējos apstākļus (sensoru), salīdzina to ar vēlamo vērtību (apstrāde) un veic atbilstošas darbības, lai iegūtu vēlamo vērtību (izpildmehānisms)

Šīs metodes problēma ir tā, ka tā nav ļoti uzticama, jo cilvēks ir pakļauts kļūdām vai nolaidībai savā darbā. Vēl viena problēma ir tā, ka izpildmehānisma uzsāktā procesa ātrums ne vienmēr ir vienāds, tas nozīmē, ka dažreiz tas var notikt ātrāk nekā nepieciešams vai dažreiz tas var būt lēns. Šīs problēmas risinājums bija izmantot mikrokontrolleru, lai kontrolētu sistēmu. Mikrokontrolleris ir ieprogrammēts, lai kontrolētu procesu saskaņā ar dotajām specifikācijām, savienots ķēdē (tiks apspriests vēlāk), barots ar vēlamo vērtību vai apstākļiem un tādējādi kontrolē procesu, lai saglabātu vēlamo vērtību. Šī procesa priekšrocība ir tā, ka šajā procesā nav nepieciešama cilvēka iejaukšanās. Turklāt procesa ātrums ir vienāds.

Pirms turpināt, šajā brīdī ir svarīgi definēt dažādas terminoloģijas:

• Atsauksmju vadība: šajā sistēmā ievade noteiktā laikā ir atkarīga no viena vai vairākiem mainīgajiem, ieskaitot sistēmas izvadi.

• Negatīva atgriezeniskā saite: šajā sistēmā atsauce (ievade) un kļūda tiek atņemta kā atgriezeniskā saite, un ievade ir par 180 grādiem ārpus fāzes.

• Pozitīva atgriezeniskā saite: šajā sistēmā atsauce (ievade) un kļūda tiek pievienota kā atgriezeniskā saite un ievade ir fāzē.

• Kļūdas signāls: atšķirība starp vēlamo izvadi un faktisko izvadi.

• Sensors: ierīce, ko izmanto, lai noteiktu noteiktu daudzumu ķēdē. Tas parasti tiek ievietots izejā vai jebkurā vietā, kur mēs vēlamies veikt dažus mērījumus.

• Procesors: Vadības sistēmas daļa, kas veic apstrādi, pamatojoties uz ieprogrammēto algoritmu. Tas aizņem dažas ievades un rada dažas izejas.

• Izpildmehānisms: vadības sistēmā izpildmehānismu izmanto, lai veiktu notikumu, kas ietekmē izvadi, pamatojoties uz mikrokontrollera radīto signālu.

• Slēgtas cilpas sistēma: sistēma, kurā ir viena vai vairākas atgriezeniskās saites cilpas.

• Atvērtās cilpas sistēma: sistēma, kurā nav atgriezeniskās saites cilpu.

• Pieauguma laiks: laiks, kas nepieciešams, lai izeja pieaugtu no 10 procentiem no signāla maksimālās amplitūdas līdz 90 procentiem.

• Fall Time: laiks, kas nepieciešams, lai izeja nokristu no 90 % līdz 10 % amplitūdai.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot ir summa, par kādu izvade pārsniedz līdzsvara stāvokļa vērtību (parasti sistēmas pārejošas reakcijas laikā).

• Iestatīšanas laiks: laiks, kas nepieciešams, lai izvade sasniegtu līdzsvara stāvokli.

• Stabila stāvokļa kļūda: atšķirība starp faktisko izvadi un vēlamo izvadi, tiklīdz sistēma sasniedz līdzsvara stāvokli