Ahoj všichni, jsem tahir ul haq z jiného projektu.
Tentokrát byl čas udělat MC, který byl použit do let 2017-11-407.
Toto je konec programu střednědobého období.
Doufám, že se vám to líbí.
Vyžaduje to mnoho konceptů a teorií, takže se na to nejprve podívej.
Se vznikem počítačů a industrializovaným procesem došlo v historii lidských bytostí, aby se vyvinuli metody, jak tento proces předefinovat, a co je důležitější, používat stroje k řízení procesu autonomně.
Cílem je snížit účast člověka na těchto procesech, čímž se sníží chyby v těchto procesech.
Proto vzniklo pole inženýrství řídicího systému \ '.
Inženýrství řídicího systému může být definováno jako použití různých metod k řízení práce procesu nebo udržování konstantního a preferovaného prostředí, ať už ruční nebo automatických.
Jednoduchým příkladem je ovládání teploty místnosti.
Manuální ovládání se týká přítomnosti osoby, která kontroluje aktuální podmínky na místě (senzor)
, s očekáváním (zpracování)
a přijme vhodná opatření k získání požadované hodnoty (ovladač).
Problém s tímto přístupem spočívá v tom, že není příliš spolehlivý, protože člověk je náchylný k chybě nebo nedbalosti v práci.
Dalším problémem je, že míra procesu, který začne ovladač, není vždy jednotná, což znamená, že někdy může být rychlejší než požadovaná rychlost a někdy může být pomalá.
Řešením tohoto problému je použití mikro-kontroléru k ovládání systému.
Podle dané specifikace je mikro-kontrolér naprogramován tak, aby řídil proces připojení v obvodu (
diskutujte později)
hodnotu nebo podmínku, čímž ovládá proces pro udržení požadované hodnoty.
Výhodou tohoto procesu je to, že v tomto procesu není potřeba lidský zásah.
Kromě toho je rychlost tohoto procesu konzistentní.
Než budeme pokračovat, je zásadní určit různé termíny v tomto bodě: Řízení zpětné vazby: V tomto systému závisí vstup v určitém čase na jedné nebo více proměnných, včetně výstupu systému.
Negativní zpětná vazba: V tomto systému, reference (vstup)
jako zpětná vazba, je chyba odečtena a fáze vstupu je 180 stupňů.
Pozitivní zpětná vazba: V tomto systému
se přidávají chyby odkazu (vstup), když jsou zpětná vazba a vstup ve fázi.
Chybový signál: Rozdíl mezi požadovaným výstupem a skutečným výstupem.
Senzor: zařízení použité k detekci určitého počtu zařízení v obvodu.
Obvykle je umístěn na výstupu nebo kdekoli chceme provést některá měření.
Procesor: Část řídicího systému, který je zpracován na základě programovacích algoritmů.
Vyžaduje nějaký vstup a produkuje nějaký výstup.
Pohon: V kontrolním systému se pohon používá k provádění událostí založených na signálu generovaném mikro-kontrolérem, aby ovlivnil výstup.
Systém s uzavřenou smyčkou: Systém s jednou nebo více smyčkami zpětné vazby.
Systém otevřené smyčky: Neexistuje žádný systém pro zpětnou vazbu.
Doba nárůstu: Čas potřebný pro zvýšení výstupu z 10% maximální amplitudy signálu na 90%.
Doba poklesu: Čas potřebný k poklesu výstupu z 90% na 10%.
Pík Overshooting: Pík Overshooting je množství výstupu přesahujícího jeho ustáleného stavu (
normální během přechodné odezvy systému).
Stabilní čas: Čas potřebný k tomu, aby výstup dosáhl stabilního stavu.
Chyba ustáleného stavu: Rozdíl mezi skutečným výstupem a očekávaným výstupem, jakmile systém dosáhne ustáleného stavu. Obrázek výše ukazuje velmi zjednodušenou verzi řídicího systému.
Mikro-kontrolor je jádrem jakéhokoli kontrolního systému.
Jedná se o velmi důležitou součást, takže by měla být pečlivě vybrána podle požadavků systému.
Micro-Controller přijímá vstup od uživatele.
Tento vstup definuje podmínky potřebné pro systém.
Mikro-kontrolor také přijímá vstup ze senzoru.
Senzor je připojen k výstupu a jeho informace jsou přiváděny zpět na vstup.
Tento vstup lze také nazvat negativní zpětnou vazbou.
Negativní zpětná vazba byla vysvětlena dříve.
Na základě svého programování provádí mikroprocesor různé výpočty a výstupy k pohonu.
Rostlina řídicí závod založený na výstupu se pokouší udržet tyto podmínky.
Příkladem může být ovladač motoru, který řídí motor, kde ovladač motoru je ovladač a motor je továrna.
Motor se proto otáčí danou rychlostí.
Připojený senzor přečte stav aktuální továrny a nakrmí jej zpět do mikro ovladače.
Mikro-kontrolor je porovnán znovu a vypočítán, takže se smyčka opakuje.
Proces je opakující se a nekonečný a mikro-kontrolér může udržovat požadované podmínky.
Zde jsou dva hlavní způsoby, jak kontrolovat rychlost motoru DC),
manuální řízení napětí: V průmyslových aplikacích je kritický mechanismus řízení rychlosti motoru DC.
Někdy možná budeme potřebovat rychlosti, které jsou vyšší nebo nižší než obvykle.
Proto potřebujeme efektivní metodu řízení rychlosti.
Řízení napájecího napětí je jednou z nejjednodušších metod řízení rychlosti.
Můžeme změnit napětí a změnit rychlost. b)
Řízení PWM pomocí PID: Dalším účinnějším způsobem je použití mikro-kontroléru.
DC motor je připojen k mikro ovladači prostřednictvím ovladače motoru.
Ovladač motoru je vstup IC přijímajícího PWM (
modulace šířky pulsu)
z mikro ovladače a výstup do motoru DC podle vstupu. Obrázek 1.
2: Kapitola 1 signálu PWM.
Úvod 3 Vzhledem k signálu PWM lze nejprve vysvětlit provoz PWM.
Skládá se z kontinuálních pulzů po určitou dobu.
Časové období je čas strávený bodem pohybujícím se ve vzdálenosti rovnající se vlnové délce.
Tyto impulsy mohou mít pouze binární hodnoty (vysoké nebo nízké).
Máme také dvě další množství, šířku pulsu a pracovní cyklus.
Šířka pulsu je doba, kdy je výstup PWM vysoký.
Pracovní cyklus je procento šířky pulsu do časového období.
Po zbytek časového období je výstup nízký.
Pracovní cyklus přímo řídí rychlost motoru.
Pokud DC motor poskytuje pozitivní napětí v určitém časovém období, bude se pohybovat určitou rychlostí.
Pokud je pozitivní napětí zajištěno po delší dobu, bude rychlost větší.
Pracovní cyklus PWM lze proto změnit změnou šířky pulsu.
Změna pracovního cyklu motoru DC lze změnit rychlost motoru.
Řízení rychlosti pro problémy s motorem DC: Problém s první metodou řízení rychlosti spočívá v tom, že se napětí může v průběhu času měnit.
Tyto změny znamenají nerovnoměrnou rychlost.
První metoda je proto nežádoucí.
Řešení: K řízení rychlosti používáme druhou metodu.
K doplnění druhé metody používáme algoritmus PID.
PID představuje proporcionální integrální derivát.
V algoritmu PID se měří proudová rychlost motoru a porovnána s požadovanou rychlostí.
Tato chyba se používá pro komplexní výpočty ke změně pracovního cyklu motoru podle času.
V každém cyklu je tento proces.
Pokud rychlost překročí požadovanou rychlost, pracovní cyklus se sníží a pracovní cyklus se zvyšuje, pokud je rychlost nižší než požadovaná rychlost.
Toto nastavení není provedeno, dokud není dosaženo nejlepší rychlosti.
Neustále kontrolujte a kontrolujte tuto rychlost.
Zde jsou komponenty systémů použité v tomto projektu a krátký úvod do podrobností každé komponenty.
STM 32F407: Micro-Controller navržený ST Micro-Section.
Funguje na kůře paže. M architektura.
Vede svou rodinu s vysokou hodinovou frekvencí 168 MHz.
Ovladač motoru L298N: Tento IC se používá ke spuštění motoru.
Má dva externí vstupy.
Jeden z mikro ovladače.
Mikro-kontrolor pro něj poskytuje signál PWM.
Rychlost motoru lze nastavit nastavením šířky pulsu.
Druhým vstupem je zdroj napětí potřebného k řízení motoru.
DC Motor: DC motor běží na zdroji napájení DC.
V tomto experimentu je motor DC provozován pomocí fotoelektrické vazby připojené k motorovému ovladači.
Infračervený senzor: Infračervený senzor je ve skutečnosti infračerveným transceiverem.
Vysílá a přijímá infračervené vlny, které lze použít k provádění různých úkolů.
IR kodér Optical Coupler 4N35: Optický spojku je zařízení používané k izolaci nízké části napětí obvodu a část vysokého napětí.
Jak název napovídá, funguje to na základě světla.
Když část nízkého napětí získá signál, proud proudí ve vysoké napěťové části.
Systém je systém řízení rychlosti.
Jak již bylo zmíněno dříve, systém je implementován pomocí PID proporcionálního integrálu a derivátu.
Systém řízení rychlosti má výše uvedené komponenty.
První část je senzor rychlosti.
Senzor rychlosti je infračervený vysílač a obvod přijímače.
Když pevná látka prochází štěrbinou ve tvaru písmene U, senzor vstupuje do nízkého stavu.
Normálně je ve vysokém stavu.
Výstup senzoru je připojen k filtru s nízkým průchodem, aby se eliminoval útlum způsobený přechodným generovaným při změně stavu senzoru.
Filtr nízkého propustnosti se skládá z rezistorů a kondenzátorů.
Podle potřeby byly vybrány hodnoty.
Použitý kondenzátor je 1100NF a použitý odpor je asi 25 ohmů.
Filtr s nízkým průchodem eliminuje zbytečné přechodné podmínky, které mohou vést k dalším hodnotám a hodnotám odpadu.
Filtr s nízkým průchodem je poté výstupem přes kondenzátor k vstupnímu digitálnímu kolíku mikro-kontroléru STM.
Druhou částí je motor řízený PWM poskytovaným STM Micro-Controller.
Toto nastavení bylo zajištěno elektrickou izolací pomocí optického vazebního IC.
Optický spojku zahrnuje LED, která vydává světlo v balíčku IC, a když je na vstupním terminálu dán vysoký puls, zkratoval výstupní terminál.
Vstupní terminál dává PWM prostřednictvím rezistoru, který omezuje proud LED připojený k optickému vazbě.
Na výstupu je připojen rozbalovací rezistor, takže když je terminál zkratován, napětí se generuje v rozbalovacím odporu a kolík připojený k terminálu na rezistoru přijde vysoký stav.
Výstup fotoelektrického spojky je připojen k IC IC IC, který udržuje výšku kolíku povolení.
Když se pracovní cyklus PWM změní při vstupu optického spojky, přepíná motor ovladač motoru a řídí rychlost motoru.
Poté, co PWM poskytuje motoru, řidič motoru obvykle poskytuje napětí 12 voltů.
Řidič motoru poté umožňuje provozovat motor.
Ať představíte algoritmus, který jsme použili při implementaci tohoto projektu regulace rychlosti motoru.
PWM motoru je poskytován jediným časovačem.
Konfigurace časovače je vyrobena a nastavena tak, aby poskytovala PWM.
Po spuštění motoru to otáčí štěrbinou připojenou k hřídeli motoru.
SLIT prochází dutinou senzoru a produkuje nízký puls.
Při nízkých pulsech začíná kód a čeká, až se štěrbina přesune.
Jakmile štěrbinu zmizí, senzor poskytuje vysoký stav a časovač začne počítat.
Časovač nám dává čas mezi dvěma štěrbinami.
Nyní, když se objeví další nízký puls, příkaz if se provede znovu a čeká na další stoupající hranu a zastaví pult.
Po výpočtu rychlosti vypočítejte rozdíl mezi rychlostí a skutečnou referenční hodnotou a dejte PID.
PID vypočítá hodnotu pracovního cyklu, která v daném okamžiku dosáhne referenční hodnoty.
Tato hodnota je poskytnuta CCR (
srovnávací registr)
V závislosti na chybě je rychlost časovače snížena nebo zvýšena.
Byl implementován atolický kód Truestudio.
Pro ladění bude možná nutné nainstalovat STM Studio.
Importujte projekt do STM Studio a importujte proměnné, které chcete zobrazit.
Mírná změna je na 2017-11-4xx.
Přesně změňte frekvenci hodin na soubor H při 168 MHz.
Úryvek kódu byl poskytnut výše.
Závěr je, že rychlost motoru je řízena pomocí PID.
Křivka však není přesně hladká linie.
Existuje mnoho důvodů: Ačkoli senzor připojený k filtru s nízkým průchodem stále poskytuje určité vady, jsou způsobeny některými nevyhnutelnými důvody pro nelineární rezistory a analogová elektronická zařízení, motor se nemůže hladce otáčet při malém napětí nebo PWM.
Poskytuje kretény, které mohou způsobit, že systém zadává nějakou nesprávnou hodnotu.
Vzhledem k jitteru může senzor vynechat nějakou štěrbinu, která poskytuje vyšší hodnotu, a hlavním důvodem pro další chybu může být frekvence jádra hodin STM.
Hlavní hodiny STM jsou 168 MHz.
Ačkoli byl tento problém řešen v tomto projektu, existuje holistický koncept tohoto modelu, který neposkytuje tak vysokou frekvenci.
Rychlost otevřené smyčky poskytuje velmi hladkou linii s několika neočekávanými hodnotami.
PID také funguje a poskytuje velmi nízkou dobu stability motoru.
Motor PID byl testován při různých napětích, která udržovala konstantní referenční rychlost.
Změna napětí nemění rychlost motoru, což naznačuje, že PID funguje.
Zde jsou některé segmenty konečného výstupu PID. a)
Uzavřená smyčka @ 110 RPMB)
Uzavřená smyčka @ 120 rpmthis nemohla být dokončena bez pomoci členů mé skupiny.
Chci jim poděkovat.
Děkujeme za sledování tohoto projektu.
Doufám, že vám pomůže.
Prosím, těším se na další.
Udržujte požehnání před tím :)
