مرحبًا بالجميع ، أنا Tahir ul Haq من مشروع آخر.
هذه المرة كان الوقت المناسب للقيام MC الذي تم استخدامه بحلول 2017-11-407.
هذا هو نهاية البرنامج منتصف المدة.
أتمنى أن يعجبك ذلك.
يتطلب الكثير من المفاهيم والنظريات ، لذلك دعنا ننظر إليها أولاً.
مع ظهور أجهزة الكمبيوتر والعملية الصناعية ، كان هناك بحث في تاريخ البشر لتطوير طرق لإعادة تعريف العملية ، والأهم من ذلك ، استخدام الآلات للتحكم في العملية بشكل مستقل.
الهدف من ذلك هو تقليل المشاركة البشرية في هذه العمليات ، وبالتالي تقليل الأخطاء في هذه العمليات.
لذلك ، ظهر حقل \ 'هندسة نظام التحكم \'.
يمكن تعريف هندسة نظام التحكم على أنها استخدام طرق مختلفة للتحكم في عمل العملية أو صيانة بيئة ثابتة وفضائية ، سواء كان يدويًا أو تلقائيًا.
مثال بسيط هو التحكم في درجة حرارة الغرفة.
يشير التحكم اليدوي إلى وجود شخص يتحقق من الظروف الحالية في الموقع (المستشعر)
، مع التوقعات (المعالجة)
واتخاذ الإجراءات المناسبة للحصول على القيمة المطلوبة (المحرك).
المشكلة في هذا النهج هي أنها ليست موثوقة للغاية لأن المرء عرضة للخطأ أو الإهمال في العمل.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك مشكلة أخرى تتمثل في أن معدل العملية التي يبدأها المشغل ليست موحدة دائمًا ، مما يعني أنه في بعض الأحيان قد يكون أسرع من السرعة المطلوبة ، وأحيانًا قد يكون بطيئًا.
الحل لهذه المشكلة هو استخدام السيطرة الصغيرة للتحكم في النظام.
وفقًا للمواصفات المحددة ، تتم برمجة السيطرة الدقيقة للتحكم في عملية الاتصال في الدائرة (
ناقش لاحقًا)
قيمة أو حالة ، وبالتالي التحكم في العملية للحفاظ على القيمة المطلوبة.
فائدة هذه العملية هي أنه لا توجد حاجة للتدخل البشري في هذه العملية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن سرعة هذه العملية متسقة.
قبل المتابعة ، من الأهمية بمكان تحديد المصطلحات المختلفة في هذه المرحلة: التحكم في التعليقات: في هذا النظام ، يعتمد الإدخال في وقت معين على متغير واحد أو أكثر ، بما في ذلك إخراج النظام.
ردود الفعل السلبية: في هذا النظام ، المرجع (الإدخال)
كتعليقات ، يتم طرح الخطأ وطرح مرحلة الإدخال 180 درجة.
ردود الفعل الإيجابية: في هذا النظام ،
تتم إضافة أخطاء المرجع (الإدخال) عند التعليقات والإدخال في الطور.
إشارة الخطأ: الفرق بين الإخراج المطلوب والإخراج الفعلي.
المستشعر: جهاز يستخدم للكشف عن عدد معين من الأجهزة في الدائرة.
عادة ما يتم وضعه في الإخراج أو في أي مكان نريد إجراء بعض القياسات.
المعالج: جزء من نظام التحكم الذي تتم معالجته على أساس خوارزميات البرمجة.
يستغرق بعض المدخلات وينتج بعض الإخراج.
المشغل: في نظام التحكم ، يتم استخدام المشغل لأداء الأحداث بناءً على الإشارة التي تم إنشاؤها بواسطة السيطرة الدقيقة للتأثير على الإخراج.
نظام الحلقة المغلقة: نظام مع حلقات ردود الفعل واحدة أو أكثر.
Open Loop System: لا يوجد نظام لحلقة التغذية المرتدة.
وقت الارتفاع: الوقت اللازم لإخراج الناتج من 10 ٪ من الحد الأقصى لسعة الإشارة إلى 90 ٪.
وقت الانخفاض: الوقت اللازم لإخراج الانخفاض من 90 ٪ إلى 10 ٪.
تجاوز الذروة: تجاوز الذروة هو مقدار الناتج الذي يتجاوز قيمة حالته الثابتة (
العادية أثناء استجابة النظام العابرة).
الوقت المستقر: الوقت اللازم للإخراج للوصول إلى حالة مستقرة.
خطأ الحالة المستقرة: الفرق بين الإخراج الفعلي والإخراج المتوقع بمجرد أن يصل النظام إلى الحالة المستقرة. تعرض الصورة أعلاه نسخة مبسطة للغاية من نظام التحكم.
السيطرة الدقيقة هي جوهر أي نظام تحكم.
هذا مكون مهم للغاية ، لذلك يجب اختياره بعناية وفقًا لمتطلبات النظام.
يتلقى السيطرة الصغيرة مدخلات من المستخدم.
يحدد هذا الإدخال الشروط المطلوبة للنظام.
يتلقى السيطرة الدقيقة أيضًا مدخلات من المستشعر.
يتم توصيل المستشعر بالإخراج ويتم تغذية معلوماته مرة أخرى إلى المدخلات.
يمكن أيضًا تسمية هذا المدخلات بالتعليقات السلبية.
تم شرح ردود الفعل السلبية في وقت سابق.
بناءً على برمجته ، يقوم المعالج الدقيق بإجراء العمليات الحسابية والمخرجات المختلفة للمشغل.
يحاول مصنع مكافحة المشغل القائم على الإخراج الحفاظ على هذه الشروط.
مثال على ذلك ، قد يكون سائق المحرك يقود المحرك ، حيث يكون سائق المحرك هو السائق والمحرك هو المصنع.
لذلك ، يدور المحرك بسرعة معينة.
يقرأ المستشعر المتصل حالة المصنع الحالي ويعيده إلى وحدة التحكم الصغيرة.
تتم مقارنة السيطرة الدقيقة مرة أخرى وحسابها ، لذلك يتم تكرار الحلقة.
هذه العملية متكررة ولا نهاية لها ، ويمكن للسيطرة الدقيقة الحفاظ على الظروف المطلوبة.
فيما يلي طريقتان رئيسيتان للتحكم في سرعة محرك DC)
التحكم اليدوي: في التطبيقات الصناعية ، فإن آلية التحكم في السرعة في محرك DC أمر بالغ الأهمية.
في بعض الأحيان قد نحتاج إلى سرعات أعلى أو أقل من المعتاد.
لذلك ، نحن بحاجة إلى طريقة فعالة للتحكم في السرعة.
يعد التحكم في جهد العرض أحد أبسط طرق التحكم في السرعة.
يمكننا تغيير الجهد لتغيير السرعة. ب)
التحكم في PWM باستخدام PID: طريقة أخرى أكثر كفاءة هي استخدام السيطرة الدقيقة.
يتم توصيل محرك DC بوحدة التحكم الصغيرة من خلال برنامج تشغيل المحرك.
برنامج تشغيل المحرك هو IC يتلقى إدخال PWM (
تعديل عرض النبض)
من وحدة التحكم الصغيرة والإخراج إلى محرك DC وفقًا للمدخلات. الشكل 1.
2: الفصل 1 من إشارة PWM.
مقدمة 3 بالنظر إلى إشارة PWM ، يمكن شرح تشغيل PWM أولاً.
يتكون من نبضات مستمرة لفترة معينة من الزمن.
الفترة الزمنية هي الوقت الذي تقضيه نقطة يتحرك على مسافة مساوية لطول الموجة.
يمكن أن تحتوي هذه النبضات فقط على قيم ثنائية (عالية أو منخفضة).
لدينا أيضًا كميتين أخريين ، عرض النبض ودورة العمل.
عرض النبض هو الوقت الذي يكون فيه إخراج PWM مرتفعًا.
دورة العمل هي النسبة المئوية لعرض النبض إلى الفترة الزمنية.
لبقية الفترة الزمنية ، يكون الإخراج منخفضًا.
تتحكم دورة العمل مباشرة في سرعة المحرك.
إذا كان محرك DC يوفر جهدًا إيجابيًا في غضون فترة زمنية معينة ، فسوف يتحرك بسرعة معينة.
إذا تم توفير الجهد الإيجابي لفترة أطول من الوقت ، فستكون السرعة أكبر.
لذلك ، يمكن تغيير دورة عمل PWM عن طريق تغيير عرض النبض.
عن طريق تغيير دورة عمل محرك DC ، يمكن تغيير سرعة المحرك.
التحكم في السرعة لمشاكل محرك DC: المشكلة في طريقة التحكم في السرعة الأولى هي أن الجهد قد يتغير بمرور الوقت.
هذه التغييرات تعني السرعة غير المتكافئة.
لذلك ، فإن الطريقة الأولى غير مرغوب فيها.
الحل: نستخدم الطريقة الثانية للتحكم في السرعة.
نستخدم خوارزمية PID لتكملة الطريقة الثانية.
يمثل PID مشتق التكامل النسبي.
في خوارزمية PID ، يتم قياس السرعة الحالية للمحرك ومقارنتها بالسرعة المطلوبة.
يتم استخدام هذا الخطأ للحسابات المعقدة لتغيير دورة عمل المحرك وفقًا للوقت.
هناك هذه العملية في كل دورة.
إذا تجاوزت السرعة السرعة المطلوبة ، يتم تقليل دورة العمل وزيادة دورة العمل إذا كانت السرعة أقل من السرعة المطلوبة.
لا يتم إجراء هذا التعديل حتى يتم الوصول إلى أفضل سرعة.
تحقق باستمرار والتحكم في هذه السرعة.
فيما يلي مكونات النظام المستخدمة في هذا المشروع ومقدمة موجزة لتفاصيل كل مكون.
STM 32F407: التحكم الدقيق الذي صممه ST MICRO.
إنه يعمل على قشرة الذراع. م العمارة.
إنه يقود عائلته بتردد على مدار الساعة 68 ميجا هرتز.
برنامج تشغيل المحرك L298N: يستخدم هذا IC لتشغيل المحرك.
لديها اثنين من المدخلات الخارجية.
واحد من وحدة التحكم الصغيرة.
يوفر السيطرة الدقيقة إشارة PWM لذلك.
يمكن ضبط سرعة المحرك عن طريق ضبط عرض النبض.
إدخالها الثاني هو مصدر الجهد اللازم لدفع المحرك.
محرك DC: يعمل محرك DC على مصدر الطاقة DC.
في هذه التجربة ، يتم تشغيل محرك DC باستخدام اقتران كهروضوئي متصل بسائق المحرك.
مستشعر الأشعة تحت الحمراء: مستشعر الأشعة تحت الحمراء هو في الواقع جهاز إرسال استقبال الأشعة تحت الحمراء.
يرسل ويتلقى موجات الأشعة تحت الحمراء التي يمكن استخدامها لأداء مهام مختلفة.
IR Encoder Optical Acpler 4N35: المقرنة البصرية هي جهاز يستخدم لعزل الجزء الجهد المنخفض من الدائرة وجزء الجهد العالي.
كما يوحي الاسم ، فإنه يعمل على أساس الضوء.
عندما يحصل جزء الجهد المنخفض على الإشارة ، يتدفق التيار في جزء الجهد العالي.
النظام هو نظام التحكم في السرعة.
كما ذكرنا سابقًا ، يتم تنفيذ النظام باستخدام PID من التكامل المتكامل النسبي ومشتق.
نظام التحكم في السرعة لديه المكونات أعلاه.
الجزء الأول هو مستشعر السرعة.
مستشعر السرعة هو جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء ودائرة الاستقبال.
عندما يمر الصلب عبر الشق على شكل حرف U ، يدخل المستشعر حالة منخفضة.
عادة ما يكون في حالة عالية.
يتم توصيل خرج المستشعر بمرشح تمرير منخفض للقضاء على التوهين الناجم عن العابر المتولد عندما تتغير حالة المستشعر.
يتكون مرشح تمرير منخفض من المقاومات والمكثفات.
تم اختيار القيم كما هو مطلوب.
المكثف المستخدم هو 1100NF والمقاومة المستخدمة حوالي 25 أوم.
يلغي مرشح التمرير المنخفض الظروف المؤقتة غير الضرورية التي قد تؤدي إلى قراءات إضافية وقيم القمامة.
ثم يتم إخراج مرشح التمرير المنخفض من خلال المكثف إلى دبوس الإدخال الرقمي للسيطرة الدقيقة STM.
الجزء الآخر هو المحرك الذي تسيطر عليه PWM الذي توفره STM Micro-Controller.
تم تزويد هذا الإعداد بعزلة كهربائية باستخدام IC المقرنة الضوئية.
يتضمن المقرنة البصرية LED التي تنبعث منها الضوء داخل حزمة IC ، وعندما يتم إعطاء نبض عالي في محطة الإدخال ، فإنه يقصر طرف الإخراج.
يعطي محطة الإدخال PWM من خلال المقاوم الذي يحد من تيار LED المتصلة بمقرن بصري.
يتم توصيل المقاوم المنسدلة عند الإخراج بحيث عندما تكون المحطة قصيرة الدائرة ، يتم إنشاء الجهد في المقاوم المنسدلة ويتلقى الدبوس المتصل بالمحطة على المقاوم حالة عالية.
يتم توصيل إخراج المقرنة الكهروضوئية بـ IN1 من برنامج تشغيل المحرك الذي يحافظ على ارتفاع دبوس التمكين.
عندما تتغير دورة عمل PWM عند إدخال المقرنة البصرية ، يقوم دبوس برنامج تشغيل المحرك بتبديل المحرك ويتحكم في سرعة المحرك.
بعد توفير PWM للمحرك ، يوفر برنامج تشغيل المحرك عادةً جهدًا يبلغ 12 فولت.
ثم يمكّن برنامج تشغيل المحرك المحرك من العمل.
دعنا نقدم الخوارزمية التي استخدمناها في تنفيذ مشروع تنظيم سرعة المحرك هذا.
يتم توفير PWM للمحرك بواسطة مؤقت واحد.
يتم تكوين المؤقت وتعيين لتوفير PWM.
عندما يبدأ المحرك ، يدور الشق المرفق بعمود المحرك.
تمر الشق عبر تجويف المستشعر وتنتج نبضًا منخفضًا.
عند النبضات المنخفضة ، يبدأ الرمز وينتظر الانتقال.
بمجرد أن تختفي الشق ، يوفر المستشعر حالة عالية ويبدأ المؤقت في العد.
الموقت يعطينا الوقت بين الشقتين.
الآن ، عندما يظهر نبض منخفض آخر ، يتم تنفيذ البيان IF مرة أخرى ، في انتظار الحافة الصاعدة التالية وتوقف العداد.
بعد حساب السرعة ، احسب الفرق بين السرعة والقيمة المرجعية الفعلية وإعطاء PID.
يحسب PID قيمة دورة العمل التي تصل إلى القيمة المرجعية في لحظة معينة.
يتم توفير هذه القيمة إلى CCR (
سجل المقارنة)
اعتمادًا على الخطأ ، يتم تقليل سرعة المؤقت أو زيادة.
تم تنفيذ رمز truestudio غير القديم.
قد تحتاج Stm Studio إلى تثبيت تصحيح الأخطاء.
استيراد المشروع في Stm Studio واستيراد المتغيرات التي تريد عرضها.
التغيير الطفيف في 2017-11-4xx.
قم بتغيير تردد الساعة على وجه التحديد إلى ملف H عند 168 MHz.
تم توفير مقتطف الرمز أعلاه.
الاستنتاج هو أن سرعة المحرك يتم التحكم فيها باستخدام PID.
ومع ذلك ، فإن المنحنى ليس خطًا ناعمًا تمامًا.
هناك العديد من الأسباب لذلك: على الرغم من أن المستشعر المتصل بالمرشح المنخفض تمرير لا يزال يوفر عيوبًا معينة ، فإن هذه الأسباب بسبب بعض الأسباب التي لا مفر منها للمقاومات غير الخطية والأجهزة الإلكترونية التناظرية ، لا يمكن للمحرك تدويره بسلاسة في الجهد الصغير أو PWM.
يوفر المتسكعون التي قد تتسبب في إدخال النظام بعض القيمة الخاطئة.
بسبب الارتعاش ، قد يفوتك المستشعر بعض الشق الذي يوفر قيمة أعلى ، وقد يكون السبب الرئيسي لخطأ آخر هو تردد الساعة الأساسي لـ STM.
الساعة الأساسية لـ STM هي 168 MHz.
على الرغم من أن هذه المشكلة تمت معالجتها في هذا المشروع ، إلا أن هناك مفهومًا كليًا لهذا النموذج لا يوفر هذا التردد العالي.
توفر سرعة الحلقة المفتوحة خطًا سلسًا للغاية مع عدد قليل من القيم غير المتوقعة.
يعمل PID أيضًا ويوفر وقت استقرار محرك منخفض للغاية.
تم اختبار PID المحرك في مختلف الفولتية التي أبقت السرعة المرجعية ثابتة.
تغيير الجهد لا يغير سرعة المحرك ، مما يشير إلى أن PID يعمل.
فيما يلي بعض شرائح الناتج النهائي لـ PID. أ)
حلقة مغلقة @ 110 rpmb)
لا يمكن إكمال حلقة مغلقة @ 120 دورة في الدقيقة دون مساعدة من أعضاء مجموعتي.
أريد أن أشكرهم.
شكرا لمشاهدة هذا المشروع.
آمل أن أساعدك.
من فضلك نتطلع إلى المزيد.
حافظ على البركة قبل ذلك :)
