Hej alle sammen, jeg er Tahir ul Haq fra et andet projekt.
Denne gang var det tid til at gøre MC, der blev brugt i 2017-11-407.
Dette er slutningen af midtvejsprogrammet.
Håber du kan lide det.
Det kræver en masse koncepter og teorier, så lad det først se på det.
Med fremkomsten af computere og den industrialiserede proces har der været forskning i menneskers historie til at udvikle metoder til at omdefinere processen og endnu vigtigere til at bruge maskiner til at kontrollere processen autonomt.
Målet er at reducere menneskelig deltagelse i disse processer og dermed reducere fejl i disse processer.
Derfor blev området \ 'Control System Engineering \' til at blive.
Kontrolsystemteknik kan defineres som brugen af forskellige metoder til at kontrollere processen eller vedligeholdelsen af et konstant og foretrukket miljø, hvad enten det er manuel eller automatisk.
Et simpelt eksempel er at kontrollere rumets temperatur.
Manuel kontrol henviser til tilstedeværelsen af en person, der kontrollerer de aktuelle betingelser på stedet (sensor)
med forventninger (behandling)
og tager passende handling for at opnå den ønskede værdi (aktuator).
Problemet med denne tilgang er, at det ikke er særlig pålideligt, fordi man er tilbøjelig til fejl eller uagtsomhed på arbejdet.
Derudover er et andet problem, at actuatorens hastighed starter ikke altid er ensartet, hvilket betyder, at det undertiden kan være hurtigere end den krævede hastighed, og nogle gange kan den være langsom.
Løsningen på dette problem er at bruge en mikrokontroller til at kontrollere systemet.
I henhold til den givne specifikation er mikrokontrolleren programmeret til at kontrollere processen med at forbinde i kredsløbet (
diskutere senere)
værdien eller betingelsen for og derved kontrollere processen for at opretholde den ønskede værdi.
Fordelen ved denne proces er, at der ikke er behov for menneskelig indgriben i denne proces.
Derudover er hastigheden på denne proces konsekvent.
Inden vi fortsætter, er det vigtigt at bestemme de forskellige udtryk på dette tidspunkt: feedbackkontrol: I dette system afhænger input på et bestemt tidspunkt af en eller flere variabler, inklusive systemets output.
Negativ feedback: I dette system, reference (input)
som feedback, trækkes fejlen, og fasen af input er 180 grader.
Positiv feedback: I dette system
tilføjes reference (input) fejl, når feedback og input er i fase.
Fejlsignal: Forskellen mellem den ønskede output og den faktiske output.
Sensor: En enhed, der bruges til at detektere et vist antal enheder i et kredsløb.
Det placeres normalt i output eller hvor som helst vi ønsker at foretage nogle målinger.
Processor: En del af kontrolsystemet, der er behandlet baseret på programmeringsalgoritmer.
Det tager nogle input og producerer noget output.
Aktuator: I kontrolsystemet bruges aktuatoren til at udføre begivenheder baseret på signalet, der genereres af mikrokontrolleren for at påvirke output.
Lukket loop-system: Et system med en eller flere feedback-løkker.
Open Loop System: Der er intet system til feedback -loop.
Stigningstid: Den tid, der kræves for output, stiger fra 10% af den maksimale amplitude af signalet til 90%.
Droptid: Den tid, der kræves for output, falder fra 90% til 10%.
Peak Overshooting: Peak Overshooting er mængden af output, der overskrider dens stabile tilstandsværdi (
normal under systemoverføringsrespons).
Stabil tid: Den tid, der kræves for output til at nå en stabil tilstand.
Fejl i stabil tilstand: Forskellen mellem den faktiske output og den forventede output, når systemet når stabil tilstand. Billedet ovenfor viser en meget forenklet version af kontrolsystemet.
Mikrokontrolleren er kernen i ethvert kontrolsystem.
Dette er en meget vigtig komponent, så den skal vælges omhyggeligt i henhold til systemets krav.
Mikrokontrolleren modtager input fra brugeren.
Dette input definerer de nødvendige betingelser for systemet.
Mikrokontrolleren modtager også input fra sensoren.
Sensoren er tilsluttet output, og dens oplysninger føres tilbage til input.
Dette input kan også kaldes negativ feedback.
Negativ feedback blev forklaret tidligere.
Baseret på dens programmering udfører mikroprocessoren forskellige beregninger og output til aktuatoren.
Det outputbaserede aktuatorkontrolanlæg forsøger at opretholde disse betingelser.
Et eksempel kan være den motoriske driver, der kører motoren, hvor motordriveren er føreren og motoren er fabrikken.
Derfor roterer motoren med en given hastighed.
Den tilsluttede sensor læser status for den aktuelle fabrik og fører den tilbage til mikrokontrolleren.
Mikrokontrolleren sammenlignes igen og beregnes, så løkken gentages.
Processen er gentagen og uendelig, og mikrokontrolleren kan opretholde de ønskede forhold.
Her er to vigtigste måder at kontrollere hastigheden på DC -motoren)
manuel spændingskontrol: I industrielle applikationer er hastighedskontrolmekanismen for DC -motoren kritisk.
Nogle gange har vi muligvis brug for hastigheder, der er højere eller lavere end normalt.
Derfor har vi brug for en effektiv hastighedskontrolmetode.
Kontrol af forsyningsspændingen er en af de enkleste hastighedskontrolmetoder.
Vi kan ændre spændingen for at ændre hastigheden. b)
Kontrol PWM ved hjælp af PID: En anden mere effektiv måde er at bruge en mikrokontroller.
DC -motoren er tilsluttet mikrokontrolleren gennem motordriveren.
Motordriveren er en IC, der modtager PWM (
pulsbredde modulering)
input fra mikrokontrolleren og udsendes til DC -motoren i henhold til input. Figur 1.
2: Kapitel 1 i PWM -signal.
Introduktion 3 I betragtning af PWM -signalet kan driften af PWM først forklares.
Det består af kontinuerlige impulser i en bestemt periode.
Tidsperiode er den tid, der bruges af et punkt, der bevæger sig i en afstand svarende til en bølgelængde.
Disse pulser kan kun have binære værdier (høj eller lav).
Vi har også to andre mængder, pulsbredden og driftscyklussen.
Pulsbredden er det tidspunkt, hvor PWM -udgangen er høj.
Dutycyklussen er procentdelen af pulsbredden til tidsperioden.
I resten af tidsperioden er output lav.
Dutycyklussen styrer direkte motorens hastighed.
Hvis DC -motoren giver positiv spænding inden for en bestemt periode, vil den bevæge sig med en bestemt hastighed.
Hvis der tilvejebringes positiv spænding i en længere periode, vil hastigheden være større.
Derfor kan PWM's driftscyklus ændres ved at ændre pulsbredden.
Ved at ændre DC -motorens driftscyklus kan motorens hastighed ændres.
Hastighedskontrol for DC -motoriske problemer: Problemet med den første hastighedskontrolmetode er, at spændingen kan ændre sig over tid.
Disse ændringer betyder ujævn hastighed.
Derfor er den første metode uønsket.
Løsning: Vi bruger den anden metode til at kontrollere hastigheden.
Vi bruger PID -algoritmen til at supplere den anden metode.
PID repræsenterer det proportionelle integrerede derivat.
I PID -algoritmen måles og sammenlignes motorens aktuelle hastighed og sammenlignes med den ønskede hastighed.
Denne fejl bruges til komplekse beregninger til at ændre motorens driftscyklus i henhold til tiden.
Der er denne proces i hver cyklus.
Hvis hastigheden overstiger den ønskede hastighed, reduceres driftscyklussen, og driftscyklussen øges, hvis hastigheden er lavere end den ønskede hastighed.
Denne justering foretages ikke, før den bedste hastighed er nået.
Kontroller og kontroller konstant denne hastighed.
Her er systemkomponenterne, der bruges i dette projekt, og en kort introduktion til detaljerne i hver komponent.
STM 32F407: Mikrokontroller designet ved ST-mikrosektion.
Det fungerer på armen cortex. M arkitektur.
Det fører sin familie med en høj urfrekvens på 168 MHz.
Motordriver L298N: Denne IC bruges til at køre motoren.
Det har to eksterne input.
En fra mikrokontrolleren.
Mikrokontrolleren giver et PWM-signal til det.
Motorhastigheden kan justeres ved at justere pulsbredden.
Dets andet input er den spændingskilde, der er nødvendig for at køre motoren.
DC -motor: DC -motoren kører på DC -strømforsyningen.
I dette eksperiment betjenes DC -motoren ved hjælp af en fotoelektrisk kobling, der er forbundet til den motoriske driver.
Infrarød sensor: Den infrarøde sensor er faktisk en infrarød transceiver.
Det sender og modtager infrarøde bølger, der kan bruges til at udføre forskellige opgaver.
IR -koderoptisk kobling 4N35: Optisk kobling er en enhed, der bruges til at isolere den lave spændingsdel af kredsløbet og højspændingsdelen.
Som navnet antyder, fungerer det på grundlag af lys.
Når den lave spændingsdel får signalet, strømmer strømmen i højspændingsdelen.
Systemet er et hastighedskontrolsystem.
Som nævnt tidligere implementeres systemet ved hjælp af PID for proportional integreret og derivat.
Hastighedskontrolsystemet har ovenstående komponenter.
Den første del er hastighedssensoren.
Hastighedssensoren er en infrarød sender og modtagerkredsløb.
Når den faste føde gennem den U-formede spalte, går sensoren ind i en lav tilstand.
Normalt er det i en høj tilstand.
Sensorudgangen er forbundet til et lavpasfilter for at eliminere dæmpningen forårsaget af den forbigående genereret, når sensorens tilstand ændres.
Lavpasfilteret består af modstande og kondensatorer.
Værdier blev valgt efter behov.
Den anvendte kondensator er 1100NF, og den anvendte modstand er ca. 25 ohm.
Lavpasfilteret eliminerer unødvendige forbigående forhold, der kan resultere i yderligere aflæsninger og affaldsværdier.
Lavpasfilteret udsendes derefter gennem kondensatoren til den digitale pin på STM-mikrokontrolleren.
Den anden del er den motoriske kontrollerede af PWM leveret af STM Micro-Controller.
Denne indstilling er forsynet med elektrisk isolering ved hjælp af den optiske koblings IC.
Den optiske kobling inkluderer en LED, der udsender lys i IC-pakken, og når en høj puls gives ved inputterminalen, kortsluttede den udgangsterminalen.
Inputterminalen giver PWM gennem en modstand, der begrænser strømmen af LED, der er tilsluttet den optiske kobling.
En rullemodstand er tilsluttet ved output, så når terminalen er kortsluttet, genereres spændingen ved rullemodstanden og stiften, der er forbundet til terminalen på modstanden, får en høj tilstand.
Outputet fra den fotoelektriske kobling er forbundet til in1 af den motoriske driver IC, der opretholder højden på Enable Pin.
Når PWM -driftscyklussen ændres ved den optiske koblingsindgang, skifter motordriverstiften motoren og styrer motorens hastighed.
Efter den PWM, der er leveret til motoren, giver motordriveren normalt en spænding på 12 volt.
Den motoriske driver gør det muligt for motoren at betjene.
Lad os introducere den algoritme, vi brugte i implementeringen af dette reguleringsprojekt for motorhastighed.
Motorens PWM leveres af en enkelt timer.
Konfigurationen af timeren er lavet og indstillet til at tilvejebringe PWM.
Når motoren starter, roterer den spalten, der er fastgjort til motorakslen.
Spalten passerer gennem sensorhulen og producerer en lav puls.
Ved lave pulser starter koden og venter på, at spalten bevæger sig.
Når spalten forsvinder, giver sensoren en høj tilstand, og timeren begynder at tælle.
Timeren giver os tiden mellem de to spalte.
Nu, når en anden lav puls vises, udføres IF -sætningen igen, venter på den næste stigende kant og stopper disken.
Efter beregning af hastigheden skal du beregne forskellen mellem hastigheden og den faktiske referenceværdi og give PID.
PID beregner den driftscyklusværdi, der når referenceværdien på et givet tidspunkt.
Denne værdi tilvejebringes til CCR (
sammenligningsregister)
afhængigt af fejlen, timerens hastighed reduceres eller øges.
Den atolliske truestudio -kode er implementeret.
STM Studio skal muligvis installeres til fejlsøgning.
Importer projektet i STM Studio og importer de variabler, du vil se.
Den lille ændring er på 2017-11-4xx.
Skift urfrekvensen nøjagtigt til en H -fil ved 168 MHz.
Kodestykket er angivet ovenfor.
Konklusionen er, at motorens hastighed styres ved hjælp af PID.
Kurven er imidlertid ikke nøjagtigt en glat linje.
Der er mange grunde til dette: Selvom sensoren, der er forbundet til lavpasfilteret, stadig giver visse defekter, skyldes disse nogle uundgåelige grunde til ikke-lineære modstande og analoge elektroniske enheder, kan motoren ikke dreje glat ved lille spænding eller PWM.
Det giver røvhuller, der kan få systemet til at indtaste en forkert værdi.
På grund af jitter kan sensoren gå glip af en spalte, der giver en højere værdi, og hovedårsagen til en anden fejl kan være STM's centrale urfrekvens.
Kerneuret for STM er 168 MHz.
Selvom dette problem blev løst i dette projekt, er der et holistisk begreb om denne model, der ikke giver en så høj frekvens.
Den åbne loophastighed giver en meget glat linje med kun et par uventede værdier.
PID fungerer også og giver meget lav motorisk stabilitetstid.
Motor PID blev testet ved forskellige spændinger, der holdt referencedygtige konstant.
Spændingsændringen ændrer ikke motorens hastighed, hvilket indikerer, at PID fungerer.
Her er nogle segmenter af den endelige output af PID. a)
Lukket loop @ 110 RPMB)
LUKKET LOOP @ 120 RPM Dette projekt kunne ikke afsluttes uden hjælp fra mine gruppemedlemmer.
Jeg vil gerne takke dem.
Tak fordi du så dette projekt.
Håber at hjælpe dig.
Ser frem til mere.
Hold velsignelse før det :)
