Kamusta sa lahat, ako ay tahir ul haq mula sa ibang proyekto.
Sa oras na ito ito ang oras upang gawin ang MC na ginamit ng 2017-11-407.
Ito ang pagtatapos ng mid-term program.
Sana magustuhan mo ito.
Nangangailangan ito ng maraming mga konsepto at teorya, kaya't tingnan muna ito.
Sa paglitaw ng mga computer at proseso ng industriyalisado, nagkaroon ng pananaliksik sa kasaysayan ng mga tao upang makabuo ng mga pamamaraan upang tukuyin muli ang proseso, at mas mahalaga, upang magamit ang mga makina upang makontrol ang proseso ng awtonomiya.
Ang layunin ay upang mabawasan ang pakikilahok ng tao sa mga prosesong ito, sa gayon binabawasan ang mga error sa mga prosesong ito.
Samakatuwid, ang larangan ng \ 'control system engineering \' ay naging.
Ang control system engineering ay maaaring matukoy bilang ang paggamit ng iba't ibang mga pamamaraan upang makontrol ang gawain ng proseso o ang pagpapanatili ng isang pare -pareho at ginustong kapaligiran, manu -manong man o awtomatiko.
Ang isang simpleng halimbawa ay upang makontrol ang temperatura ng silid.
Ang manu -manong kontrol ay tumutukoy sa pagkakaroon ng isang tao na sinusuri ang kasalukuyang mga kondisyon sa site (sensor)
, na may mga inaasahan (pagproseso)
at gumawa ng naaangkop na aksyon upang makuha ang nais na halaga (actuator).
Ang problema sa pamamaraang ito ay hindi ito maaasahan dahil ang isa ay madaling kapitan ng pagkakamali o kapabayaan sa trabaho.
Bilang karagdagan, ang isa pang problema ay ang rate ng proseso na nagsisimula ang actuator ay hindi palaging pantay, na nangangahulugang kung minsan ay maaaring mas mabilis ito kaysa sa kinakailangang bilis, at kung minsan ay maaaring mabagal ito.
Ang solusyon sa problemang ito ay ang paggamit ng isang micro-controller upang makontrol ang system.
Ayon sa ibinigay na detalye, ang micro-controller ay na-program upang makontrol ang proseso ng pagkonekta sa circuit (
talakayin sa ibang pagkakataon)
ang halaga o kondisyon ng, sa gayon ay kinokontrol ang proseso upang mapanatili ang nais na halaga.
Ang pakinabang ng prosesong ito ay hindi na kailangan ng interbensyon ng tao sa prosesong ito.
Bilang karagdagan, ang bilis ng prosesong ito ay pare -pareho.
Bago tayo magpatuloy, mahalaga na matukoy ang iba't ibang mga termino sa puntong ito: kontrol ng feedback: Sa sistemang ito, ang pag -input sa isang tiyak na oras ay nakasalalay sa isa o higit pang mga variable, kabilang ang output ng system.
Negatibong Feedback: Sa sistemang ito, ang sanggunian (input)
bilang feedback, ang error ay ibawas at ang yugto ng input ay 180 degree.
Positibong Feedback: Sa sistemang ito,
ang mga error sa sanggunian (input) ay idinagdag kapag ang feedback at input ay nasa phase.
Error signal: Ang pagkakaiba sa pagitan ng nais na output at ang aktwal na output.
Sensor: Isang aparato na ginamit upang makita ang isang tiyak na bilang ng mga aparato sa isang circuit.
Karaniwan itong inilalagay sa output o saanman nais naming gumawa ng ilang mga sukat.
Processor: Bahagi ng control system na naproseso batay sa mga algorithm ng programming.
Tumatagal ng ilang input at gumagawa ng ilang output.
Actuator: Sa control system, ang actuator ay ginagamit upang magsagawa ng mga kaganapan batay sa signal na nabuo ng micro-controller upang makaapekto sa output.
System ng closed-loop: isang sistema na may isa o higit pang mga loop ng feedback.
Open Loop System: Walang sistema para sa feedback loop.
Rise Time: Ang oras na kinakailangan para sa output ay tumaas mula sa 10% ng maximum na malawak ng signal sa 90%.
Oras ng pag -drop: Ang oras na kinakailangan para sa output ay bumaba mula 90% hanggang 10%.
Peak Overshooting: Ang overshooting ng rurok ay ang halaga ng output na lumampas sa matatag na halaga ng estado (
normal sa panahon ng sistema ng lumilipas na system).
Matatag na oras: Ang oras na kinakailangan para sa output upang maabot ang isang matatag na estado.
Error sa Steady-State: Ang pagkakaiba sa pagitan ng aktwal na output at ang inaasahang output sa sandaling maabot ng system ang matatag na estado. Ang larawan sa itaas ay nagpapakita ng isang napaka -pinasimple na bersyon ng control system.
Ang micro-controller ay ang pangunahing ng anumang control system.
Ito ay isang napakahalagang sangkap, kaya dapat itong maingat na mapili alinsunod sa mga kinakailangan ng system.
Ang micro-controller ay tumatanggap ng input mula sa gumagamit.
Ang input na ito ay tumutukoy sa mga kundisyon na kinakailangan para sa system.
Ang micro-controller ay tumatanggap din ng input mula sa sensor.
Ang sensor ay konektado sa output at ang impormasyon nito ay pinakain sa input.
Ang input na ito ay maaari ding tawaging negatibong feedback.
Ang negatibong feedback ay ipinaliwanag kanina.
Batay sa programming nito, ang microprocessor ay nagsasagawa ng iba't ibang mga kalkulasyon at output sa actuator.
Ang mga output na batay sa actuator control plant ay nagtatangkang mapanatili ang mga kundisyong ito.
Ang isang halimbawa ay maaaring ang driver ng motor na nagmamaneho ng motor, kung saan ang driver ng motor ay ang driver at ang motor ay ang pabrika.
Samakatuwid, ang motor ay umiikot sa isang naibigay na bilis.
Nabasa ng konektadong sensor ang katayuan ng kasalukuyang pabrika at ibinalik ito sa micro controller.
Ang micro-controller ay inihambing muli at kinakalkula, kaya paulit-ulit ang loop.
Ang proseso ay paulit-ulit at walang katapusang, at ang micro-controller ay maaaring mapanatili ang nais na mga kondisyon.
Narito ang dalawang pangunahing paraan upang makontrol ang bilis ng DC motor)
Manu -manong kontrol ng boltahe: Sa mga pang -industriya na aplikasyon, kritikal ang mekanismo ng kontrol ng bilis ng DC motor.
Minsan maaaring kailanganin natin ang mga bilis na mas mataas o mas mababa kaysa sa normal.
Samakatuwid, kailangan namin ng isang epektibong paraan ng kontrol ng bilis.
Ang pagkontrol sa boltahe ng supply ay isa sa pinakasimpleng mga pamamaraan ng kontrol sa bilis.
Maaari nating baguhin ang boltahe upang mabago ang bilis. b)
Kontrolin ang PWM gamit ang PID: Ang isa pang mas mahusay na paraan ay ang paggamit ng isang micro-controller.
Ang DC motor ay konektado sa micro controller sa pamamagitan ng driver ng motor.
Ang driver ng motor ay isang IC na tumatanggap ng PWM (
Modulation ng Lapad ng Pulse)
mula sa micro controller at output sa DC motor ayon sa input. Larawan 1.
2: Kabanata 1 ng signal ng PWM.
Panimula 3 Isinasaalang -alang ang signal ng PWM, ang operasyon ng PWM ay maaaring maipaliwanag muna.
Binubuo ito ng patuloy na mga pulso para sa isang tiyak na tagal ng panahon.
Ang tagal ng oras ay ang oras na ginugol ng isang punto na gumagalaw sa layo na katumbas ng isang haba ng haba.
Ang mga pulses na ito ay maaari lamang magkaroon ng mga halaga ng binary (mataas o mababa).
Mayroon din kaming dalawang iba pang dami, ang lapad ng pulso at ang cycle ng tungkulin.
Ang lapad ng pulso ay ang oras kung kailan mataas ang output ng PWM.
Ang cycle ng tungkulin ay ang porsyento ng lapad ng pulso hanggang sa tagal ng oras.
Para sa natitirang tagal ng oras, mababa ang output.
Ang cycle ng tungkulin ay direktang kinokontrol ang bilis ng motor.
Kung ang motor ng DC ay nagbibigay ng positibong boltahe sa loob ng isang tiyak na tagal ng panahon, lilipat ito sa isang tiyak na bilis.
Kung ang positibong boltahe ay ibinibigay para sa mas mahabang panahon, ang bilis ay magiging mas malaki.
Samakatuwid, ang cycle ng tungkulin ng PWM ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagbabago ng lapad ng pulso.
Sa pamamagitan ng pagbabago ng cycle ng tungkulin ng motor ng DC, maaaring mabago ang bilis ng motor.
Bilis ng kontrol para sa mga problema sa motor ng DC: Ang problema sa unang paraan ng kontrol ng bilis ay maaaring magbago ang boltahe sa paglipas ng panahon.
Ang mga pagbabagong ito ay nangangahulugang hindi pantay na bilis.
Samakatuwid, ang unang pamamaraan ay hindi kanais -nais.
Solusyon: Ginagamit namin ang pangalawang pamamaraan upang makontrol ang bilis.
Ginagamit namin ang PID algorithm upang madagdagan ang pangalawang pamamaraan.
Ang PID ay kumakatawan sa proporsyonal na integral derivative.
Sa algorithm ng PID, ang kasalukuyang bilis ng motor ay sinusukat at inihambing sa nais na bilis.
Ang error na ito ay ginagamit para sa kumplikadong mga kalkulasyon upang mabago ang cycle ng tungkulin ng motor ayon sa oras.
Mayroong prosesong ito sa bawat pag -ikot.
Kung ang bilis ay lumampas sa nais na bilis, ang cycle ng tungkulin ay nabawasan at ang pagtaas ng cycle ng tungkulin kung ang bilis ay mas mababa kaysa sa nais na bilis.
Ang pagsasaayos na ito ay hindi ginawa hanggang maabot ang pinakamahusay na bilis.
Patuloy na suriin at kontrolin ang bilis na ito.
Narito ang mga sangkap ng system na ginamit sa proyektong ito at isang maikling pagpapakilala sa mga detalye ng bawat sangkap.
STM 32F407: Micro-controller na dinisenyo ng ST micro-section.
Gumagana ito sa braso cortex. M arkitektura.
Pinangunahan nito ang pamilya nito na may mataas na dalas ng orasan na 168 MHz.
Motor Driver L298N: Ang IC na ito ay ginagamit upang patakbuhin ang motor.
Mayroon itong dalawang panlabas na input.
Isa mula sa micro controller.
Ang micro-controller ay nagbibigay ng isang signal ng PWM para dito.
Ang bilis ng motor ay maaaring ayusin sa pamamagitan ng pag -aayos ng lapad ng pulso.
Ang pangalawang input nito ay ang mapagkukunan ng boltahe na kinakailangan upang himukin ang motor.
DC Motor: Ang DC Motor ay tumatakbo sa DC power supply.
Sa eksperimento na ito, ang DC motor ay pinatatakbo gamit ang isang photoelectric pagkabit na konektado sa driver ng motor.
Infrared Sensor: Ang infrared sensor ay talagang isang infrared transceiver.
Nagpapadala ito at tumatanggap ng mga infrared waves na maaaring magamit upang maisagawa ang iba't ibang mga gawain.
IR Encoder Optical Coupler 4N35: Ang Optical Coupler ay isang aparato na ginamit upang ibukod ang mababang bahagi ng boltahe ng circuit at ang mataas na bahagi ng boltahe.
Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, gumagana ito sa batayan ng ilaw.
Kapag ang mababang bahagi ng boltahe ay nakakakuha ng signal, ang kasalukuyang daloy sa mataas na bahagi ng boltahe.
Ang system ay isang sistema ng control control.
Tulad ng nabanggit kanina, ang system ay ipinatupad gamit ang PID ng proporsyonal na integral at derivative.
Ang sistema ng kontrol ng bilis ay may mga sangkap sa itaas.
Ang unang bahagi ay ang sensor ng bilis.
Ang bilis ng sensor ay isang infrared transmiter at receiver circuit.
Kapag ang solid ay dumadaan sa U-shaped slit, ang sensor ay pumapasok sa isang mababang estado.
Karaniwan ito ay nasa isang mataas na estado.
Ang sensor output ay konektado sa isang mababang-pass filter upang maalis ang pagpapalambing na sanhi ng lumilipas na nabuo kapag nagbabago ang estado ng sensor.
Ang mababang-pass filter ay binubuo ng mga resistors at capacitor.
Napili ang mga halaga kung kinakailangan.
Ang capacitor na ginamit ay 1100NF at ang paglaban na ginamit ay tungkol sa 25 ohms.
Ang low-pass filter ay nag-aalis ng hindi kinakailangang mga lumilipas na mga kondisyon na maaaring magresulta sa karagdagang mga pagbabasa at mga halaga ng basura.
Ang low-pass filter ay pagkatapos ay output sa pamamagitan ng kapasitor sa input digital pin ng STM micro-controller.
Ang iba pang bahagi ay ang motor na kinokontrol ng PWM na ibinigay ng STM micro-controller.
Ang setting na ito ay binigyan ng elektrikal na paghihiwalay gamit ang optical coupler ic.
Ang optical coupler ay nagsasama ng isang LED na naglalabas ng ilaw sa loob ng pakete ng IC, at kapag ang isang mataas na pulso ay ibinibigay sa terminal ng pag-input, maikli ang circuit ng output terminal.
Ang terminal ng input ay nagbibigay ng PWM sa pamamagitan ng isang risistor na naglilimita sa kasalukuyang ng LED na konektado sa optical coupler.
Ang isang drop-down risistor ay konektado sa output upang kapag ang terminal ay maikli-circuited, ang boltahe ay nabuo sa drop-down risistor at ang pin na konektado sa terminal sa risistor ay tumatanggap ng isang mataas na estado.
Ang output ng photoelectric coupler ay konektado sa IN1 ng motor driver IC na nagpapanatili ng taas ng paganahin ang pin.
Kapag nagbabago ang cycle ng tungkulin ng PWM sa optical coupler input, ang pin na driver ng motor ay lumipat sa motor at kinokontrol ang bilis ng motor.
Matapos ang PWM na ibinigay sa motor, ang driver ng motor ay karaniwang nagbibigay ng isang boltahe ng 12 volts.
Pinapayagan ng driver ng motor ang motor na gumana.
Ipakilala ang algorithm na ginamit namin sa pagpapatupad ng proyektong regulasyon ng bilis ng motor na ito.
Ang PWM ng motor ay ibinibigay ng isang solong timer.
Ang pagsasaayos ng timer ay ginawa at nakatakda upang magbigay ng PWM.
Kapag nagsimula ang motor, pinaikot nito ang slit na nakakabit sa baras ng motor.
Ang slit ay dumadaan sa lukab ng sensor at gumagawa ng isang mababang pulso.
Sa mababang pulso, nagsisimula ang code at naghihintay na ilipat ang slit.
Kapag nawala ang slit, ang sensor ay nagbibigay ng isang mataas na estado at ang timer ay nagsisimulang magbilang.
Ang timer ay nagbibigay sa amin ng oras sa pagitan ng dalawang slit.
Ngayon, kapag ang isa pang mababang pulso ay lilitaw, ang pahayag ng IF ay nagpapatupad muli, naghihintay para sa susunod na tumataas na gilid at huminto sa counter.
Matapos makalkula ang bilis, kalkulahin ang pagkakaiba sa pagitan ng bilis at ang aktwal na halaga ng sanggunian at bigyan ang PID.
Kinakalkula ng PID ang halaga ng cycle ng tungkulin na umabot sa halaga ng sanggunian sa isang naibigay na sandali.
Ang halagang ito ay ibinibigay sa CCR (
Paghahambing ng Rehistro)
depende sa error, ang bilis ng timer ay nabawasan o nadagdagan.
Ang atollic truestudio code ay ipinatupad.
Maaaring mai -install ang STM Studio para sa pag -debug.
I -import ang proyekto sa STM Studio at i -import ang mga variable na nais mong tingnan.
Ang bahagyang pagbabago ay nasa 2017-11-4xx.
Baguhin ang dalas ng orasan nang tumpak sa isang H file sa 168 MHz.
Ang code snippet ay ibinigay sa itaas.
Ang konklusyon ay ang bilis ng motor ay kinokontrol gamit ang PID.
Gayunpaman, ang curve ay hindi eksaktong isang makinis na linya.
Maraming mga kadahilanan para dito: Kahit na ang sensor na konektado sa mababang-pass filter ay nagbibigay pa rin ng ilang mga depekto, ito ay dahil sa ilang hindi maiiwasang mga dahilan para sa mga nonlinear resistors at analog electronic na aparato, ang motor ay hindi maaaring paikutin nang maayos sa maliit na boltahe o PWM.
Nagbibigay ito ng mga assholes na maaaring maging sanhi ng pagpasok ng system ng ilang maling halaga.
Dahil sa jitter, ang sensor ay maaaring makaligtaan ang ilang mga slit na nagbibigay ng isang mas mataas na halaga, at ang pangunahing dahilan para sa isa pang error ay maaaring ang core clock frequency ng STM.
Ang pangunahing orasan ng STM ay 168 MHz.
Bagaman ang problemang ito ay natugunan sa proyektong ito, mayroong isang holistic na konsepto ng modelong ito na hindi nagbibigay ng tulad ng isang mataas na dalas.
Ang bukas na bilis ng loop ay nagbibigay ng isang napaka -makinis na linya na may ilang mga hindi inaasahang halaga.
Ang PID ay nagtatrabaho din at nagbibigay ng napakababang oras ng katatagan ng motor.
Ang motor PID ay nasubok sa iba't ibang mga boltahe na pinapanatili ang patuloy na bilis ng sanggunian.
Ang pagbabago ng boltahe ay hindi nagbabago sa bilis ng motor, na nagpapahiwatig na gumagana ang PID.
Narito ang ilang mga segment ng panghuling output ng PID. a)
Sarado na loop @ 110 rpmb)
Ang saradong loop @ 120 rpmthis na proyekto ay hindi makumpleto nang walang tulong ng mga miyembro ng aking pangkat.
Gusto kong pasalamatan sila.
Salamat sa panonood ng proyektong ito.
Sana tulungan ka.
Mangyaring asahan ang higit pa.
Panatilihin ang pagpapala bago iyon :)
