सभी को नमस्कार, मैं एक अन्य परियोजना से ताहिर उल हक हूं।
इस समय यह एमसी करने का समय था जिसका उपयोग 2017-11-407 तक किया गया था।
यह मध्यावधि कार्यक्रम का अंत है।
आशा है कि ये आपको पसंद हैं।
इसके लिए बहुत सारी अवधारणाओं और सिद्धांतों की आवश्यकता होती है, इसलिए पहले इसे देखें।
कंप्यूटरों के उद्भव और औद्योगिक प्रक्रिया के साथ, इस प्रक्रिया को फिर से परिभाषित करने के लिए, और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि स्वायत्त रूप से प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए मशीनों का उपयोग करने के लिए मानव के इतिहास में शोध किया गया है।
इसका उद्देश्य इन प्रक्रियाओं में मानव भागीदारी को कम करना है, इस प्रकार इन प्रक्रियाओं में त्रुटियों को कम करना है।
इसलिए, \ 'कंट्रोल सिस्टम इंजीनियरिंग \' का क्षेत्र अस्तित्व में आया।
नियंत्रण प्रणाली इंजीनियरिंग को प्रक्रिया के काम या निरंतर और पसंदीदा वातावरण के रखरखाव को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न तरीकों के उपयोग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, चाहे मैनुअल या स्वचालित।
एक सरल उदाहरण कमरे के तापमान को नियंत्रित करना है।
मैनुअल नियंत्रण एक ऐसे व्यक्ति की उपस्थिति को संदर्भित करता है जो साइट (सेंसर) पर वर्तमान स्थितियों की जांच करता है
, अपेक्षाओं (प्रसंस्करण) के साथ
और वांछित मूल्य (एक्ट्यूएटर) प्राप्त करने के लिए उचित कार्रवाई करता है।
इस दृष्टिकोण के साथ समस्या यह है कि यह बहुत विश्वसनीय नहीं है क्योंकि कोई काम पर त्रुटि या लापरवाही से ग्रस्त है।
इसके अलावा, एक और समस्या यह है कि एक्ट्यूएटर शुरू होने वाली प्रक्रिया की दर हमेशा समान नहीं होती है, जिसका अर्थ है कि कभी -कभी यह आवश्यक गति से तेज हो सकता है, और कभी -कभी यह धीमा हो सकता है।
इस समस्या का समाधान सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए एक माइक्रो-कंट्रोलर का उपयोग करना है।
दिए गए विनिर्देश के अनुसार, माइक्रो-कंट्रोलर को सर्किट में कनेक्ट करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है (
बाद में चर्चा करें)
मूल्य या स्थिति, जिससे वांछित मूल्य को बनाए रखने के लिए प्रक्रिया को नियंत्रित किया जाता है।
इस प्रक्रिया का लाभ यह है कि इस प्रक्रिया में मानव हस्तक्षेप की कोई आवश्यकता नहीं है।
इसके अलावा, इस प्रक्रिया की गति सुसंगत है।
आगे बढ़ने से पहले, इस बिंदु पर विभिन्न शर्तों को निर्धारित करना महत्वपूर्ण है: प्रतिक्रिया नियंत्रण: इस प्रणाली में, एक निश्चित समय पर इनपुट एक या एक से अधिक चर पर निर्भर करता है, जिसमें सिस्टम के आउटपुट भी शामिल हैं।
नकारात्मक प्रतिक्रिया: इस प्रणाली में, प्रतिक्रिया के रूप में संदर्भ (इनपुट)
, त्रुटि घटाया जाता है और इनपुट का चरण 180 डिग्री है।
सकारात्मक प्रतिक्रिया: इस प्रणाली में,
प्रतिक्रिया और इनपुट चरण में होने पर संदर्भ (इनपुट) त्रुटियों को जोड़ा जाता है।
त्रुटि संकेत: वांछित आउटपुट और वास्तविक आउटपुट के बीच का अंतर।
सेंसर: एक डिवाइस का उपयोग सर्किट में एक निश्चित संख्या में उपकरणों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
यह आमतौर पर आउटपुट में रखा जाता है या कहीं भी हम कुछ माप करना चाहते हैं।
प्रोसेसर: नियंत्रण प्रणाली का हिस्सा जो प्रोग्रामिंग एल्गोरिदम के आधार पर संसाधित होता है।
यह कुछ इनपुट लेता है और कुछ आउटपुट का उत्पादन करता है।
एक्ट्यूएटर: नियंत्रण प्रणाली में, एक्ट्यूएटर का उपयोग आउटपुट को प्रभावित करने के लिए माइक्रो-कंट्रोलर द्वारा उत्पन्न सिग्नल के आधार पर घटनाओं को करने के लिए किया जाता है।
बंद-लूप प्रणाली: एक या एक से अधिक प्रतिक्रिया छोरों के साथ एक प्रणाली।
ओपन लूप सिस्टम: फीडबैक लूप के लिए कोई सिस्टम नहीं है।
वृद्धि समय: आउटपुट के लिए आवश्यक समय सिग्नल के अधिकतम आयाम के 10% से बढ़कर 90% तक।
ड्रॉप टाइम: आउटपुट के लिए आवश्यक समय 90% से 10% तक गिरने के लिए।
पीक ओवरशूटिंग: पीक ओवरशूटिंग आउटपुट की मात्रा है जो इसके स्थिर राज्य मूल्य (
सिस्टम क्षणिक प्रतिक्रिया के दौरान सामान्य) से अधिक है।
स्थिर समय: एक स्थिर स्थिति तक पहुंचने के लिए आउटपुट के लिए आवश्यक समय।
स्थिर-राज्य त्रुटि: सिस्टम के स्थिर-राज्य तक पहुंचने के बाद वास्तविक आउटपुट और अपेक्षित आउटपुट के बीच का अंतर। ऊपर दी गई तस्वीर नियंत्रण प्रणाली का एक बहुत ही सरलीकृत संस्करण दिखाती है।
माइक्रो-कंट्रोलर किसी भी नियंत्रण प्रणाली का मूल है।
यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण घटक है, इसलिए इसे सिस्टम की आवश्यकताओं के अनुसार सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए।
माइक्रो-कंट्रोलर उपयोगकर्ता से इनपुट प्राप्त करता है।
यह इनपुट सिस्टम के लिए आवश्यक शर्तों को परिभाषित करता है।
माइक्रो-कंट्रोलर भी सेंसर से इनपुट प्राप्त करता है।
सेंसर आउटपुट से जुड़ा हुआ है और इसकी जानकारी को इनपुट पर वापस खिलाया जाता है।
इस इनपुट को नकारात्मक प्रतिक्रिया भी कहा जा सकता है।
नकारात्मक प्रतिक्रिया पहले बताई गई थी।
अपनी प्रोग्रामिंग के आधार पर, माइक्रोप्रोसेसर एक्ट्यूएटर को विभिन्न गणना और आउटपुट करता है।
आउटपुट-आधारित एक्ट्यूएटर कंट्रोल प्लांट इन स्थितियों को बनाए रखने का प्रयास करता है।
एक उदाहरण मोटर चालक हो सकता है, जो मोटर चला रहा है, जहां मोटर ड्राइवर ड्राइवर है और मोटर कारखाना है।
इसलिए, मोटर किसी दिए गए गति पर घूमता है।
कनेक्टेड सेंसर वर्तमान कारखाने की स्थिति को पढ़ता है और इसे माइक्रो कंट्रोलर को वापस खिलाता है।
माइक्रो-कंट्रोलर की फिर से तुलना की जाती है और गणना की जाती है, इसलिए लूप दोहराया जाता है।
प्रक्रिया दोहराव और अंतहीन है, और माइक्रो-कंट्रोलर वांछित परिस्थितियों को बनाए रख सकता है।
डीसी मोटर की गति को नियंत्रित करने के दो मुख्य तरीके यहां दिए गए हैं)
मैनुअल वोल्टेज नियंत्रण: औद्योगिक अनुप्रयोगों में, डीसी मोटर का गति नियंत्रण तंत्र महत्वपूर्ण है।
कभी -कभी हमें ऐसी गति की आवश्यकता हो सकती है जो सामान्य से अधिक या कम हो।
इसलिए, हमें एक प्रभावी गति नियंत्रण विधि की आवश्यकता है।
आपूर्ति वोल्टेज को नियंत्रित करना सबसे सरल गति नियंत्रण विधियों में से एक है।
हम गति को बदलने के लिए वोल्टेज बदल सकते हैं। बी)
पीडब्लूएम का उपयोग पीडब्ल्यूएम का उपयोग करके: एक और अधिक कुशल तरीका एक माइक्रो-कंट्रोलर का उपयोग करना है।
डीसी मोटर मोटर ड्राइवर के माध्यम से माइक्रो कंट्रोलर से जुड़ा हुआ है।
मोटर ड्राइवर एक आईसी है जो माइक्रो कंट्रोलर से पीडब्लूएम (
पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन)
इनपुट प्राप्त करता है और इनपुट के अनुसार डीसी मोटर तक आउटपुट होता है। चित्रा 1।
2: पीडब्लूएम सिग्नल का अध्याय 1।
परिचय 3 पीडब्लूएम सिग्नल पर विचार करते हुए, पीडब्लूएम के संचालन को पहले समझाया जा सकता है।
इसमें एक निश्चित अवधि के लिए निरंतर दालों के होते हैं।
समय अवधि एक बिंदु द्वारा बिताया गया समय है जो तरंग दैर्ध्य के बराबर दूरी पर चल रहा है।
इन दालों में केवल बाइनरी मान (उच्च या निम्न) हो सकते हैं।
हमारे पास दो अन्य मात्रा भी हैं, पल्स चौड़ाई और कर्तव्य चक्र।
पल्स चौड़ाई वह समय है जब पीडब्लूएम आउटपुट अधिक है।
कर्तव्य चक्र पल्स चौड़ाई का प्रतिशत समय अवधि तक है।
बाकी समय अवधि के लिए, आउटपुट कम है।
कर्तव्य चक्र सीधे मोटर की गति को नियंत्रित करता है।
यदि डीसी मोटर एक निश्चित अवधि के भीतर सकारात्मक वोल्टेज प्रदान करता है, तो यह एक निश्चित गति से आगे बढ़ेगा।
यदि सकारात्मक वोल्टेज लंबी अवधि के लिए प्रदान किया जाता है, तो गति अधिक होगी।
इसलिए, पल्स की चौड़ाई को बदलकर पीडब्लूएम के कर्तव्य चक्र को बदला जा सकता है।
डीसी मोटर के ड्यूटी चक्र को बदलकर, मोटर की गति को बदला जा सकता है।
डीसी मोटर समस्याओं के लिए गति नियंत्रण: पहली गति नियंत्रण विधि के साथ समस्या यह है कि वोल्टेज समय के साथ बदल सकता है।
इन परिवर्तनों का मतलब असमान गति है।
इसलिए, पहली विधि अवांछनीय है।
समाधान: हम गति को नियंत्रित करने के लिए दूसरी विधि का उपयोग करते हैं।
हम दूसरी विधि के पूरक के लिए PID एल्गोरिथ्म का उपयोग करते हैं।
पीआईडी आनुपातिक अभिन्न व्युत्पन्न का प्रतिनिधित्व करता है।
पीआईडी एल्गोरिथ्म में, मोटर की वर्तमान गति को मापा जाता है और वांछित गति के साथ तुलना की जाती है।
इस त्रुटि का उपयोग समय के अनुसार मोटर के कर्तव्य चक्र को बदलने के लिए जटिल गणना के लिए किया जाता है।
प्रत्येक चक्र में यह प्रक्रिया है।
यदि गति वांछित गति से अधिक हो जाती है, तो कर्तव्य चक्र कम हो जाता है और यदि वांछित गति से गति कम होती है तो कर्तव्य चक्र बढ़ जाता है।
यह समायोजन तब तक नहीं किया जाता है जब तक कि सबसे अच्छी गति तक नहीं पहुंच जाती।
इस गति को लगातार जांचें और नियंत्रित करें।
इस परियोजना में उपयोग किए जाने वाले सिस्टम घटक और प्रत्येक घटक के विवरण के लिए एक संक्षिप्त परिचय हैं।
STM 32F407: ST माइक्रो-सेक्शन द्वारा डिज़ाइन किए गए माइक्रो-कंट्रोलर।
यह एआरएम कॉर्टेक्स पर काम करता है। एम आर्किटेक्चर।
यह अपने परिवार को 168 मेगाहर्ट्ज की उच्च घड़ी आवृत्ति के साथ ले जाता है।
मोटर ड्राइवर L298N: इस आईसी का उपयोग मोटर को चलाने के लिए किया जाता है।
इसके दो बाहरी इनपुट हैं।
माइक्रो कंट्रोलर से एक।
माइक्रो-कंट्रोलर इसके लिए एक पीडब्लूएम सिग्नल प्रदान करता है।
पल्स चौड़ाई को समायोजित करके मोटर की गति को समायोजित किया जा सकता है।
इसका दूसरा इनपुट मोटर चलाने के लिए आवश्यक वोल्टेज स्रोत है।
डीसी मोटर: डीसी मोटर डीसी बिजली की आपूर्ति पर चलता है।
इस प्रयोग में, डीसी मोटर को मोटर ड्राइवर से जुड़े एक फोटोइलेक्ट्रिक युग्मन का उपयोग करके संचालित किया जाता है।
इन्फ्रारेड सेंसर: इन्फ्रारेड सेंसर वास्तव में एक इन्फ्रारेड ट्रांसीवर है।
यह इन्फ्रारेड तरंगों को भेजता है और प्राप्त करता है जिसका उपयोग विभिन्न कार्यों को करने के लिए किया जा सकता है।
आईआर एनकोडर ऑप्टिकल कपलर 4N35: ऑप्टिकल कपलर एक उपकरण है जिसका उपयोग सर्किट के कम वोल्टेज भाग और उच्च वोल्टेज भाग को अलग करने के लिए किया जाता है।
जैसा कि नाम का अर्थ है, यह प्रकाश के आधार पर काम करता है।
जब कम वोल्टेज भाग को संकेत मिलता है, तो वर्तमान उच्च वोल्टेज भाग में प्रवाहित होता है।
सिस्टम एक गति नियंत्रण प्रणाली है।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सिस्टम को आनुपातिक अभिन्न और व्युत्पन्न के पीआईडी का उपयोग करके लागू किया गया है।
गति नियंत्रण प्रणाली में उपरोक्त घटक हैं।
पहला भाग स्पीड सेंसर है।
स्पीड सेंसर एक इन्फ्रारेड ट्रांसमीटर और रिसीवर सर्किट है।
जब ठोस यू-आकार के स्लिट से होकर गुजरता है, तो सेंसर एक कम स्थिति में प्रवेश करता है।
आम तौर पर यह एक उच्च अवस्था में होता है।
सेंसर आउटपुट एक कम-पास फ़िल्टर से जुड़ा होता है, जब सेंसर की स्थिति बदल जाती है, तो क्षणिक द्वारा उत्पन्न क्षीणन को खत्म करने के लिए।
कम-पास फिल्टर में प्रतिरोधों और कैपेसिटर होते हैं।
आवश्यकताओं के रूप में मूल्यों का चयन किया गया था।
उपयोग किया जाने वाला संधारित्र 1100NF है और उपयोग किया गया प्रतिरोध लगभग 25 ओम है।
कम-पास फ़िल्टर अनावश्यक क्षणिक स्थितियों को समाप्त करता है जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त रीडिंग और कचरा मूल्यों का परिणाम हो सकता है।
कम-पास फ़िल्टर तब संधारित्र के माध्यम से एसटीएम माइक्रो-कंट्रोलर के इनपुट डिजिटल पिन के लिए आउटपुट होता है।
दूसरा भाग STM माइक्रो-कंट्रोलर द्वारा प्रदान किए गए PWM द्वारा नियंत्रित मोटर है।
यह सेटिंग ऑप्टिकल कपलर आईसी का उपयोग करके विद्युत अलगाव के साथ प्रदान की गई है।
ऑप्टिकल कपलर में एक एलईडी शामिल है जो आईसी पैकेज के भीतर प्रकाश का उत्सर्जन करता है, और जब इनपुट टर्मिनल पर एक उच्च पल्स दिया जाता है, तो इसने आउटपुट टर्मिनल को शॉर्ट-सर्किट किया।
इनपुट टर्मिनल एक अवरोधक के माध्यम से PWM देता है जो ऑप्टिकल कपलर से जुड़े एलईडी के वर्तमान को सीमित करता है।
एक ड्रॉप-डाउन रोकनेवाला आउटपुट पर जुड़ा होता है ताकि जब टर्मिनल शॉर्ट-सर्किटेड हो, तो वोल्टेज ड्रॉप-डाउन रेसिस्टर में उत्पन्न होता है और रोकनेवाला पर टर्मिनल से जुड़ा पिन एक उच्च राज्य प्राप्त करता है।
फोटोइलेक्ट्रिक कपलर का आउटपुट मोटर ड्राइवर आईसी के IN1 से जुड़ा हुआ है जो सक्षम पिन की ऊंचाई बनाए रखता है।
जब पीडब्लूएम ड्यूटी चक्र ऑप्टिकल कपलर इनपुट पर बदलता है, तो मोटर ड्राइवर पिन मोटर को स्विच करता है और मोटर की गति को नियंत्रित करता है।
मोटर को प्रदान किए जाने वाले पीडब्लूएम के बाद, मोटर चालक आमतौर पर 12 वोल्ट का वोल्टेज प्रदान करता है।
मोटर ड्राइवर तब मोटर को संचालित करने में सक्षम बनाता है।
इस मोटर गति विनियमन परियोजना के कार्यान्वयन में उपयोग किए गए एल्गोरिथ्म का परिचय दें।
मोटर का पीडब्लूएम एक ही टाइमर द्वारा प्रदान किया जाता है।
टाइमर का कॉन्फ़िगरेशन PWM प्रदान करने के लिए बनाया गया है और सेट किया गया है।
जब मोटर शुरू होती है, तो यह मोटर शाफ्ट से जुड़ी स्लिट को घुमाता है।
स्लिट सेंसर गुहा से गुजरता है और एक कम नाड़ी का उत्पादन करता है।
कम दालों पर, कोड शुरू होता है और स्लिट को स्थानांतरित करने का इंतजार करता है।
एक बार जब भट्ठा गायब हो जाता है, तो सेंसर एक उच्च स्थिति प्रदान करता है और टाइमर गिनना शुरू कर देता है।
टाइमर हमें दो भट्ठा के बीच का समय देता है।
अब, जब एक और कम पल्स दिखाई देता है, तो आईएफ स्टेटमेंट फिर से निष्पादित होता है, अगले बढ़ते किनारे की प्रतीक्षा कर रहा है और काउंटर को रोकता है।
गति की गणना करने के बाद, गति और वास्तविक संदर्भ मूल्य के बीच अंतर की गणना करें और पीआईडी दें।
PID ड्यूटी चक्र मूल्य की गणना करता है जो किसी दिए गए क्षण में संदर्भ मूल्य तक पहुंचता है।
यह मान CCR (
तुलना रजिस्टर) को प्रदान किया जाता है
, यह त्रुटि के आधार पर, टाइमर की गति कम या बढ़ जाती है।
एटोलिक ट्रूस्टूडियो कोड को लागू किया गया है।
डीबगिंग के लिए एसटीएम स्टूडियो को स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है।
STM स्टूडियो में प्रोजेक्ट आयात करें और उन चर को आयात करें जिन्हें आप देखना चाहते हैं।
मामूली परिवर्तन 2017-11-4xx पर है।
168 मेगाहर्ट्ज पर घड़ी की आवृत्ति को एच फाइल में ठीक से बदलें।
कोड स्निपेट ऊपर प्रदान किया गया है।
निष्कर्ष यह है कि PID का उपयोग करके मोटर की गति को नियंत्रित किया जाता है।
हालांकि, वक्र बिल्कुल एक चिकनी रेखा नहीं है।
इसके कई कारण हैं: हालांकि कम-पास फिल्टर से जुड़ा सेंसर अभी भी कुछ दोष प्रदान करता है, ये नॉनलाइनर प्रतिरोधों और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए कुछ अपरिहार्य कारणों के कारण हैं, मोटर छोटे वोल्टेज या पीडब्लूएम पर सुचारू रूप से नहीं घूम सकता है।
यह गधे प्रदान करता है जो सिस्टम को कुछ गलत मूल्य दर्ज करने का कारण बन सकता है।
घबराहट के कारण, सेंसर कुछ भट्ठा याद कर सकता है जो एक उच्च मूल्य प्रदान करता है, और एक अन्य त्रुटि का मुख्य कारण एसटीएम की कोर क्लॉक फ्रीक्वेंसी हो सकती है।
एसटीएम की मुख्य घड़ी 168 मेगाहर्ट्ज है।
यद्यपि इस समस्या को इस परियोजना में संबोधित किया गया था, लेकिन इस मॉडल की एक समग्र अवधारणा है जो इतनी उच्च आवृत्ति प्रदान नहीं करती है।
ओपन लूप की गति केवल कुछ अप्रत्याशित मूल्यों के साथ एक बहुत ही चिकनी रेखा प्रदान करती है।
पीआईडी भी काम कर रहा है और बहुत कम मोटर स्थिरता समय प्रदान करता है।
मोटर पीआईडी को विभिन्न वोल्टेज पर परीक्षण किया गया था जो संदर्भ गति को स्थिर रखते थे।
वोल्टेज परिवर्तन मोटर की गति को नहीं बदलता है, यह दर्शाता है कि पीआईडी काम कर रहा है।
यहाँ PID के अंतिम आउटपुट के कुछ खंड हैं। a)
बंद लूप @ 110 rpmb)
बंद लूप @ 120 RPMTHIS परियोजना मेरे समूह के सदस्यों की मदद के बिना पूरा नहीं किया जा सकता है।
मैं उन्हें धन्यवाद देना चाहता हूं।
इस परियोजना को देखने के लिए धन्यवाद।
आपकी मदद करने की उम्मीद है।
कृपया अधिक के लिए तत्पर हैं।
उससे पहले आशीर्वाद रखें :)
