Tere kõigile, ma olen Tahir Ul Haq teisest projektist.
Seekord oli aeg teha MC, mida kasutati aastatel 2017-11-407.
See on keskmise programmi lõpp.
Loodan, et see teile meeldib.
See nõuab palju mõisteid ja teooriaid, nii et vaadake seda kõigepealt.
Arvutite tekkimisega ja tööstusprotsessis on uuritud inimeste ajaloos, et töötada välja meetodid protsessi uuesti määratlemiseks, ja mis veelgi olulisem - masinate kasutamiseks protsessi autonoomseks juhtimiseks.
Eesmärk on vähendada inimeste osalemist nendes protsessides, vähendades sellega vigu nendes protsessides.
Seetõttu tekkis \ 'juhtimissüsteemi inseneri' valdkond.
Juhtimissüsteemi insenerit saab määratleda kui erinevate meetodite kasutamist protsessi töö juhtimiseks või konstantse ja eelistatud keskkonna hooldamiseks, olgu see siis käsitsi või automaatne.
Lihtne näide on ruumi temperatuuri juhtimine.
Käsitsi juhtimine viitab inimese olemasolule, kes kontrollib kohapeal (andur) praeguseid tingimusi
, koos ootustega (töötleb)
ja võtab soovitud väärtuse (ajami) saamiseks asjakohaseid meetmeid.
Selle lähenemisviisi probleem on see, et see pole eriti usaldusväärne, kuna inimene on kalduvus vigadele või hooletusele tööl.
Lisaks on veel üks probleem see, et ajami alustamise protsessi kiirus ei ole alati ühtlane, mis tähendab, et mõnikord võib see olla kiirem kui nõutav kiirus ja mõnikord võib see olla aeglane.
Selle probleemi lahendus on kasutada süsteemi juhtimiseks mikrokontrollerit.
Antud spetsifikatsiooni kohaselt on mikrokontroller programmeeritud vooluringis ühendamise protsessi kontrollimiseks (
arutage hiljem)
, kontrollides sellega protsessi soovitud väärtuse säilitamiseks.
Selle protsessi eeliseks on see, et selles protsessis pole vaja inimeste sekkumist.
Lisaks on selle protsessi kiirus ühtlane.
Enne jätkamist on ülioluline kindlaks teha erinevad terminid praegusel hetkel: tagasiside juhtimine: Selles süsteemis sõltub sisend teatud ajal ühest või mitmest muutujast, sealhulgas süsteemi väljundist.
Negatiivne tagasiside: selles süsteemis, võrdlus (sisend)
tagasisidena, lahutatakse viga ja sisendi faas on 180 kraadi.
Positiivne tagasiside: Selles süsteemis
lisatakse tagasiside ja sisend faasis viidete (sisendi) vead.
Veasignaal: erinevus soovitud väljundi ja tegeliku väljundi vahel.
Andur: seade, mida kasutatakse ahelas teatud arvu seadmete tuvastamiseks.
Tavaliselt asetatakse see väljundisse või kuhu iganes tahame teha mõõtmisi.
Protsessor: osa juhtimissüsteemist, mida töödeldakse programmeerimise algoritmidel.
See võtab natuke sisendit ja toodab väljundit.
Team: juhtimissüsteemis kasutatakse ajami sündmuste täitmiseks, mis põhineb mikrokontrolleri genereeritud signaalil, et mõjutada väljundit.
Suletud ahela süsteem: süsteem, millel on üks või mitu tagasisidet.
Avatud silmuse süsteem: tagasisidesilmuse jaoks pole süsteemi.
Tõsta aeg: väljund tõusu aeg 10% -lt signaali maksimaalsest amplituudist 90% -ni.
Langemisaeg: väljund vajalik aeg langeb 90% -lt 10% -ni.
Maksimaalne ületamine: tipp ületamine on väljundi hulk, mis ületab selle püsiseisundi (
normaalne süsteemi mööduva reageerimise ajal).
Stabiilne aeg: väljundi stabiilse oleku saavutamiseks vajalik aeg.
Püsiseisundi viga: erinevus tegeliku ja eeldatava väljundi vahel, kui süsteem jõuab püsiseisundisse. Ülaltoodud pilt näitab juhtimissüsteemi väga lihtsustatud versiooni.
Mikrokontroller on mis tahes juhtimissüsteemi tuum.
See on väga oluline komponent, nii et see tuleks hoolikalt valida vastavalt süsteemi nõuetele.
Mikrokontroller võtab kasutajalt sisendi.
See sisend määratleb süsteemi jaoks vajalikud tingimused.
Mikrokontroller võtab andurilt ka sisendi.
Andur on väljundiga ühendatud ja selle teave suunatakse sisendisse.
Seda sisendit võib nimetada ka negatiivseks tagasisideks.
Negatiivset tagasisidet selgitati varem.
Programmeerimise põhjal teostab mikroprotsessor tähtajale mitmesuguseid arvutusi ja väljundeid.
Väljundipõhine ajami juhtimisjaam üritab neid tingimusi säilitada.
Näitena võib tuua mootorit juhtiv mootor, kus mootori juht on juht ja mootor on tehas.
Seetõttu pöörleb mootor antud kiirusel.
Ühendatud andur loeb praeguse tehase olekut ja toidab selle tagasi mikrokontrollerile.
Mikrokontrollerit võrreldakse uuesti ja arvutatakse, seega korratakse silmust.
Protsess on korduv ja lõputu ning mikrokontroller suudab soovitud tingimusi säilitada.
Siin on kaks peamist viisi alalisvoolu mootori kiiruse juhtimiseks)
Käsitsi pingejuhtimine: Tööstuslikes rakendustes on alalisvoolu mootori kiiruse juhtimise mehhanism kriitiline.
Mõnikord võib vajada tavapärasest kõrgemat või madalamat kiirust.
Seetõttu vajame tõhusat kiiruse juhtimise meetodit.
Toitepinge juhtimine on üks lihtsamaid kiiruse juhtimismeetodeid.
Kiiruse muutmiseks saame muuta pinget. b)
PWM-i juhtimine PID abil: veel üks tõhusam viis on mikrokontrolleri kasutamine.
Alalisvoolu mootor on mootorijuhi kaudu ühendatud mikrokontrolleriga.
Mootori draiver on IC -i vastuvõtt PWM (
impulsi laiuse modulatsioon)
sisend mikrokontrollerist ja väljund alalisvoolu mootorisse vastavalt sisendile. Joonis 1.
2: PWM -signaali 1. peatükk.
Sissejuhatus 3 Arvestades PWM -i signaali, saab kõigepealt selgitada PWM -i toimimist.
See koosneb pidevatest impulssidest teatud aja jooksul.
Ajavahemik on aeg veedetud punktini, mis liigub lainepikkusega võrdne.
Nendel impulssidel võib olla ainult binaarsed väärtused (kõrge või madal).
Samuti on meil veel kaks kogust, impulsi laius ja töötsükkel.
Impulsi laius on aeg, mil PWM -väljund on kõrge.
Töötsükkel on impulsi laiuse protsent ajaperioodile.
Ülejäänud ajavahemiku jooksul on väljund madal.
Töötsükkel kontrollib otse mootori kiirust.
Kui alalisvoolu mootor annab teatud aja jooksul positiivse pinge, liigub see teatud kiirusega.
Kui pikema aja jooksul on ette nähtud positiivne pinge, on kiirus suurem.
Seetõttu saab PWM -i töötsüklit muuta impulsi laiuse muutmisega.
Muutes alalisvoolu mootori töötsüklit, saab mootori kiirust muuta.
DC mootoriprobleemide kiiruse juhtimine: esimese kiiruse juhtimismeetodi probleem on see, et pinge võib aja jooksul muutuda.
Need muudatused tähendavad ebaühtlast kiirust.
Seetõttu on esimene meetod ebasoovitav.
Lahendus: kiiruse juhtimiseks kasutame teist meetodit.
Teise meetodi täiendamiseks kasutame PID -algoritmi.
PID tähistab proportsionaalset integreeritud tuletist.
PID -algoritmis mõõdetakse mootori praegust kiirust ja võrreldakse soovitud kiirusega.
Seda viga kasutatakse keerukate arvutuste jaoks mootori töötsükli muutmiseks aja järgi.
Igas tsüklis on see protsess.
Kui kiirus ületab soovitud kiiruse, väheneb töötsükkel ja töötsükkel suureneb, kui kiirus on soovitud kiirusest madalam.
Seda reguleerimist ei tehta enne, kui parim kiirus on saavutatud.
Kontrollige ja kontrollige seda kiirust pidevalt.
Siin on selles projektis kasutatud süsteemikomponendid ja iga komponendi üksikasjade lühike sissejuhatus.
STM 32F407: Mikrokontroller, mille on kujundanud St mikrosektsioon.
See töötab käekoore peal. M arhitektuur.
See juhib oma peret kõrge kellasagedusega 168 MHz.
Mootorijuht L298N: seda IC -d kasutatakse mootori käitamiseks.
Sellel on kaks välist sisendit.
Üks mikrokontrollerist.
Mikrokontroller annab sellele PWM-signaali.
Mootori kiirust saab reguleerida, reguleerides impulsi laiust.
Selle teine sisend on mootori juhtimiseks vajalik pingeallikas.
DC mootor: alalisvoolu mootor töötab alalisvoolu toiteallikaga.
Selles katses töötab alalisvoolu mootor, kasutades mootorijuhiga ühendatud fotoelektrilist ühendamist.
Infrapunaandur: infrapunaandur on tegelikult infrapuna transiiver.
See saadab ja võtab vastu infrapunalaineid, mida saab kasutada erinevate ülesannete täitmiseks.
IR -kooderi optiline ühendaja 4N35: optiline sidumine on seade, mida kasutatakse vooluringi madala pinge osa ja kõrgepinge osa isoleerimiseks.
Nagu nimigi viitab, töötab see valguse alusel.
Kui madalpinge osa saab signaali, voolab vool kõrge pinge osas.
Süsteem on kiiruse juhtimissüsteem.
Nagu varem mainitud, rakendatakse süsteemi proportsionaalse integraal- ja tuletisinstrumendi PID abil.
Kiiruse juhtimissüsteemil on ülaltoodud komponendid.
Esimene osa on kiiruseandur.
Kiiruseandur on infrapuna saatja ja vastuvõtja vooluring.
Kui tahke läbib U-kujulist pilu, siseneb andur madalasse olekusse.
Tavaliselt on see kõrgel olekus.
Anduri väljund on ühendatud madala passiga filtriga, et kõrvaldada sumbumine, mis on põhjustatud mööduvast, mis on genereeritud anduri oleku muutumisel.
Madalpääsfilter koosneb takistitest ja kondensaatoritest.
Väärtused valiti vastavalt vajadusele.
Kasutatav kondensaator on 1100nf ja kasutatud takistus on umbes 25 oomi.
Madalpääsfilter välistab tarbetud mööduvad tingimused, mis võivad põhjustada täiendavaid lugemisi ja prügi väärtusi.
Seejärel väljastatakse madalpääsfilter STM-mikrokontrolleri sisend-digitaalse tihvti kaudu kondensaatori kaudu.
Teine osa on mootor, mida juhib PWM, mida pakub STM mikrokontroller.
See säte on varustatud elektrilise isolatsiooniga, kasutades optilist sidurit IC.
Optiline ühendaja sisaldab LED-i, mis kiirgab IC-paketis valgust, ja kui sisendterminalis antakse kõrge impulss, siis see lühistas väljundterminali.
Sisendterminal annab PWM -i takisti kaudu, mis piirab optilise siduriga ühendatud LED -i voolu.
Väljundil on ühendatud rippmenüüga takisti, nii et kui klemm on lühisetud, genereeritakse pinge rippmenüüst ja takisti klemmiga ühendatud tihvt võtab vastu kõrge oleku.
Fotoelektrilise siduri väljund on ühendatud mootorijuhi IC IN1 -ga, mis säilitab lubamise tihvti kõrguse.
Kui PWM -i töötsükkel muutub optilise siduri sisendi juures, lülitab mootori draiveri tihvt mootori ja juhib mootori kiirust.
Pärast mootorile varustatud PWM -i annab mootorijuht tavaliselt 12 volti pinget.
Seejärel lubab mootori juht mootoril töötada.
Tutvustame algoritmi, mida kasutasime selle mootori kiiruse reguleerimise projekti rakendamisel.
Mootori PWM pakub üks taimer.
Taimeri konfiguratsioon tehakse ja seatakse PWM -i pakkumiseks.
Kui mootor käivitub, pöörab see mootori võlli külge kinnitatud pilu.
Lülitus läbib anduri õõnsust ja tekitab madala impulsi.
Madalatel impulssidel algab kood ja ootab pilu liikumist.
Kui pilu kaob, annab andur kõrge oleku ja taimer hakkab loendama.
Taimer annab meile aja kahe pilu vahel.
Kui ilmub veel üks madal impulss, käivitub IF -i uuesti, oodates järgmist tõusvat serva ja peatub loenduri.
Pärast kiiruse arvutamist arvutage kiiruse ja tegeliku võrdlusväärtuse erinevus ja andke PID.
PID arvutab töötsükli väärtuse, mis jõuab antud hetkel võrdlusväärtuseni.
See väärtus antakse CCR -le (
võrdlusregistrile)
sõltuvalt veast, taimeri kiirus väheneb või suureneb.
Rakendatud on atollic truestudio kood.
STM stuudio võib -olla tuleb silumiseks olla paigaldatud.
Importige projekt STM -stuudios ja importige muutujaid, mida soovite vaadata.
Väike muutus toimub 2017-11-4xx.
Muutke kellasagedust täpselt H -failile kiirusel 168 MHz.
Koodilõike on esitatud eespool.
Järeldus on, et mootori kiirust juhitakse PID abil.
Kõver pole aga täpselt sujuv joon.
Sellel on palju põhjuseid: kuigi madala pääsemisfiltriga ühendatud andur annab endiselt teatud puudusi, on need tingitud mittelineaarsete takistite ja analoogsete elektroonikaseadmete vältimatutest põhjustest, mootor ei saa sujuvalt pöörata väikese pinge või PWM-i korral.
See annab sitapeale, mis võib põhjustada süsteemi vale väärtuse sisestamist.
Värisemise tõttu võib andur vahele jätta mõne pilu, mis annab suurema väärtuse, ja teise vea peamine põhjus võib olla STM -i põhikellade sagedus.
STM -i põhikell on 168 MHz.
Ehkki selles projektis käsitleti seda probleemi, on selle mudeli terviklik kontseptsioon, mis ei paku nii kõrget sagedust.
Avatud silmuse kiirus tagab väga sujuva joone, millel on vaid mõned ootamatud väärtused.
Ka PID töötab ja tagab väga madala mootori stabiilsuse aja.
Mootori PID -d testiti erinevatel pingetel, mis hoidsid võrdluskiiruse konstantset.
Pingemuutus ei muuda mootori kiirust, mis näitab, et PID töötab.
Siin on mõned segmendid PID -i lõppvõimsusest. a)
Suletud silmus @ 110 p / min)
suletud silmus @ 120 p / min projekti ei saanud lõpule viia ilma minu grupi liikmete abita.
Ma tahan neid tänada.
Täname teid selle projekti vaatamise eest.
Loodan teid aidata.
Palun oodake veel.
Enne seda jätkake õnnistust :)
