Pozdrav svima, ja sam tahir ul haq iz drugog projekta.
Ovoga puta bilo je vrijeme za MC koje je iskoristio 2017-11-407.
Ovo je kraj srednjoročnog programa.
Nadam se da ti se sviđa.
Zahtijeva mnogo koncepata i teorija, pa pogledajmo to prvo.
S pojavom računala i industrijaliziranog procesa, bilo je istraživanja u povijesti ljudskih bića kako bi se razvile metode za redefiniranje procesa, i što je još važnije, za korištenje strojeva za autonomno upravljanje procesom.
Cilj je smanjiti ljudsko sudjelovanje u tim procesima, čime se smanjuju pogreške u tim procesima.
Stoga je nastalo područje \'inženjeringa sustava upravljanja\'.
Inženjering sustava upravljanja može se definirati kao korištenje različitih metoda za kontrolu rada procesa ili održavanje konstantnog i željenog okruženja, bilo ručno ili automatski.
Jednostavan primjer je kontrola temperature u prostoriji.
Ručna kontrola odnosi se na prisutnost osobe koja provjerava trenutne uvjete na licu mjesta (senzor)
, s očekivanjima (obrada)
i poduzima odgovarajuće radnje za postizanje željene vrijednosti (aktuator).
Problem s ovim pristupom je taj što nije vrlo pouzdan jer smo skloni pogreškama ili nemaru u radu.
Dodatno, još jedan problem je što brzina pokretanja aktuatora nije uvijek ujednačena, što znači da ponekad može biti brža od potrebne brzine, a ponekad može biti spora.
Rješenje ovog problema je korištenje mikrokontrolera za upravljanje sustavom.
U skladu s danom specifikacijom, mikrokontroler je programiran za kontrolu procesa povezivanja u strujnom krugu (
Razgovarajte kasnije)
Vrijednost ili stanje, čime se kontrolira proces za održavanje željene vrijednosti.
Prednost ovog procesa je u tome što nema potrebe za ljudskom intervencijom u ovom procesu.
Osim toga, brzina ovog procesa je dosljedna.
Prije nego što nastavimo, ključno je odrediti različite pojmove u ovom trenutku: Kontrola povratne sprege: U ovom sustavu, unos u određeno vrijeme ovisi o jednoj ili više varijabli, uključujući izlaz sustava.
Negativna povratna sprega: U ovom sustavu, referenca (ulaz)
Kao povratna informacija, pogreška se oduzima i faza ulaza je 180 stupnjeva.
Pozitivna povratna informacija: U ovom sustavu, referentne (ulazne)
pogreške se dodaju kada su povratna informacija i ulaz u fazi.
Signal greške: razlika između željenog izlaza i stvarnog izlaza.
Senzor: uređaj koji se koristi za otkrivanje određenog broja uređaja u krugu.
Obično se postavlja u izlaz ili bilo gdje gdje želimo napraviti neka mjerenja.
Procesor: dio upravljačkog sustava koji se obrađuje na temelju programskih algoritama.
Potreban je neki unos i proizvodi nešto izlaza.
Aktuator: u sustavu upravljanja, aktuator se koristi za izvođenje događaja na temelju signala koji generira mikrokontroler kako bi utjecao na izlaz.
Sustav zatvorene petlje: sustav s jednom ili više povratnih petlji.
Sustav otvorene petlje: ne postoji sustav za povratnu petlju.
Vrijeme porasta: Vrijeme potrebno da izlaz poraste s 10% maksimalne amplitude signala na 90%.
Vrijeme pada: Vrijeme potrebno da izlaz padne s 90% na 10%.
Vršno prekoračenje: vršno prekoračenje je količina izlaza koja premašuje svoju vrijednost stabilnog stanja (
Normalno tijekom prijelaznog odziva sustava).
Stabilno vrijeme: Vrijeme potrebno da izlaz dostigne stabilno stanje.
Pogreška stabilnog stanja: razlika između stvarnog izlaza i očekivanog izlaza nakon što sustav dosegne stabilno stanje. Gornja slika prikazuje vrlo pojednostavljenu verziju sustava upravljanja.
Mikrokontroler je srž svakog upravljačkog sustava.
Ovo je vrlo važna komponenta, stoga je treba pažljivo odabrati prema zahtjevima sustava.
Mikrokontroler prima podatke od korisnika.
Ovaj unos definira uvjete potrebne za sustav.
Mikrokontroler također prima ulaz od senzora.
Senzor je spojen na izlaz i njegove informacije se vraćaju na ulaz.
Ovaj unos također se može nazvati negativnom povratnom spregom.
Negativne povratne informacije objašnjene su ranije.
Na temelju svog programiranja, mikroprocesor izvodi različite izračune i izlaze prema aktuatoru.
Upravljačka jedinica aktuatora temeljena na izlazu pokušava održati te uvjete.
Primjer može biti vozač motora koji upravlja motorom, gdje je vozač motora vozač, a motor je tvornica.
Stoga se motor okreće određenom brzinom.
Povezani senzor očitava status trenutne tvornice i vraća ga mikrokontroleru.
Mikrokontroler se ponovno uspoređuje i izračunava, pa se petlja ponavlja.
Proces se ponavlja i beskonačan, a mikrokontroler može održavati željene uvjete.
Ovdje su dva glavna načina za kontrolu brzine istosmjernog motora)
Ručna kontrola napona: u industrijskim primjenama mehanizam za kontrolu brzine istosmjernog motora je kritičan.
Ponekad nam mogu trebati brzine koje su veće ili niže od uobičajenih.
Stoga nam je potrebna učinkovita metoda kontrole brzine.
Upravljanje naponom napajanja jedna je od najjednostavnijih metoda upravljanja brzinom.
Možemo promijeniti napon da bismo promijenili brzinu. b)
Upravljajte PWM pomoću PID-a: drugi učinkovitiji način je korištenje mikrokontrolera.
DC motor je spojen na mikrokontroler preko pokretačkog programa motora.
Pokretač motora je IC koji prima PWM (
modulacija širine impulsa)
ulaz iz mikro kontrolera i izlaz na istosmjerni motor prema ulazu. Slika 1.
2: Poglavlje 1 PWM signala.
Uvod 3 s obzirom na PWM signal, prvo se može objasniti rad PWM-a.
Sastoji se od kontinuiranih impulsa u određenom vremenskom razdoblju.
Vremenski period je vrijeme koje je točka provela u gibanju na udaljenosti jednakoj valnoj duljini.
Ovi impulsi mogu imati samo binarne vrijednosti (VISOKE ili NIZE).
Također imamo dvije druge veličine, širinu impulsa i radni ciklus.
Širina impulsa je vrijeme kada je PWM izlaz visok.
Radni ciklus je postotak širine impulsa prema vremenskom razdoblju.
U ostatku vremenskog razdoblja učinak je nizak.
Radni ciklus izravno kontrolira brzinu motora.
Ako istosmjerni motor daje pozitivan napon u određenom vremenskom razdoblju, kretat će se određenom brzinom.
Ako se pozitivni napon daje duže vrijeme, brzina će biti veća.
Stoga se radni ciklus PWM-a može promijeniti promjenom širine impulsa.
Promjenom radnog ciklusa istosmjernog motora, može se promijeniti brzina motora.
Kontrola brzine za probleme s istosmjernim motorom: problem s prvom metodom kontrole brzine je da se napon može mijenjati tijekom vremena.
Ove promjene znače neujednačenu brzinu.
Stoga je prva metoda nepoželjna.
Rješenje: Koristimo drugu metodu za kontrolu brzine.
Koristimo PID algoritam kao dopunu druge metode.
PID predstavlja proporcionalnu integralnu derivaciju.
U PID algoritmu, trenutna brzina motora se mjeri i uspoređuje sa željenom brzinom.
Ova se pogreška koristi za složene izračune za promjenu radnog ciklusa motora prema vremenu.
Taj proces postoji u svakom ciklusu.
Ako brzina premašuje željenu brzinu, radni ciklus se smanjuje, a radni ciklus se povećava ako je brzina niža od željene brzine.
Ovo podešavanje se ne vrši dok se ne postigne najbolja brzina.
Stalno provjeravajte i kontrolirajte ovu brzinu.
Ovdje su komponente sustava korištene u ovom projektu i kratki uvod u detalje svake komponente.
STM 32F407: mikrokontroler dizajniran od strane ST Micro-section.
Radi na ARM Cortexu. M Arhitektura.
Vodi svoju obitelj s visokom frekvencijom takta od 168 MHz.
Pogonski program motora L298N: Ovaj IC se koristi za pokretanje motora.
Ima dva vanjska ulaza.
Jedan iz mikrokontrolera.
Mikrokontroler daje PWM signal za to.
Brzina motora može se podesiti podešavanjem širine impulsa.
Njegov drugi ulaz je izvor napona potreban za pogon motora.
DC motor: DC motor radi na istosmjernom napajanju.
U ovom eksperimentu, istosmjerni motor radi pomoću fotoelektrične spojke spojene na pokretački program motora.
Infracrveni senzor: infracrveni senzor je zapravo infracrveni primopredajnik.
Šalje i prima infracrvene valove koji se mogu koristiti za obavljanje raznih zadataka.
Optički spojnik IR kodera 4N35: optički spojnik je uređaj koji se koristi za izolaciju niskonaponskog dijela kruga i visokonaponskog dijela.
Kao što naziv govori, radi na temelju svjetlosti.
Kada niskonaponski dio dobije signal, struja teče u visokonaponskom dijelu.
Sustav je sustav za kontrolu brzine.
Kao što je ranije spomenuto, sustav je implementiran pomoću PID-a proporcionalnog integrala i derivacije.
Sustav kontrole brzine ima gore navedene komponente.
Prvi dio je senzor brzine.
Senzor brzine je krug infracrvenog odašiljača i prijemnika.
Kada krutina prođe kroz prorez u obliku slova U, senzor ulazi u nisko stanje.
Obično je u visokom stanju.
Izlaz senzora povezan je s niskopropusnim filtrom kako bi se eliminiralo prigušenje uzrokovano prijelaznom pojavom koja nastaje kada se stanje senzora promijeni.
Niskopropusni filtar sastoji se od otpornika i kondenzatora.
Vrijednosti su odabrane prema potrebi.
Korišteni kondenzator je 1100nf, a korišteni otpor je oko 25 ohma.
Niskopropusni filtar eliminira nepotrebne prijelazne uvjete koji mogu rezultirati dodatnim očitanjima i vrijednostima smeća.
Niskopropusni filtar zatim izlazi kroz kondenzator na ulazni digitalni pin stm mikrokontrolera.
Drugi dio je motor kojim upravlja pwm koji osigurava stm mikrokontroler.
Ova postavka opremljena je električnom izolacijom pomoću optičkog spojnika ic.
Optički spojnik uključuje LED diodu koja emitira svjetlost unutar ic paketa, a kada se na ulaznom terminalu pojavi visoki puls, dolazi do kratkog spoja na izlaznom terminalu.
Ulazni terminal daje pwm kroz otpornik koji ograničava struju LED spojene na optičku spojnicu.
Padajući otpornik spojen je na izlaz tako da kada je terminal kratko spojen, napon se generira na padajućem otporniku i pin spojen na terminal na otporniku dobiva visoko stanje.
Izlaz fotoelektrične spojnice spojen je na IN1 pogonskog sklopa motora koji održava visinu igle za omogućavanje.
Kada se pwm radni ciklus promijeni na ulazu optičkog sprežnika, pogonski pin motora prebacuje motor i kontrolira brzinu motora.
Nakon pwm-a dostavljenog motoru, pokretački program motora obično daje napon od 12 volti.
Pokretač motora zatim omogućuje rad motora.
Predstavimo algoritam koji smo koristili u implementaciji ovog projekta regulacije brzine motora.
PWM motora osigurava jedan tajmer.
Konfiguracija timera je napravljena i postavljena da daje pwm.
Kada se motor pokrene, okreće prorez pričvršćen na osovinu motora.
Prorez prolazi kroz šupljinu senzora i proizvodi nizak puls.
Kod niskih impulsa kod se pokreće i čeka da se prorez pomakne.
Nakon što prorez nestane, senzor daje visoko stanje i mjerač vremena počinje brojati.
Tajmer nam daje vrijeme između dva proreza.
Sada, kada se pojavi još jedan niski puls, IF naredba se ponovno izvršava, čekajući sljedeći rastući rub i zaustavljajući brojač.
Nakon izračuna brzine, izračunajte razliku između brzine i stvarne referentne vrijednosti i dajte pid.
Pid izračunava vrijednost radnog ciklusa koja doseže referentnu vrijednost u određenom trenutku.
Ova se vrijednost dostavlja CCR-u (
registru usporedbe).
Ovisno o pogrešci, brzina mjerača vremena se smanjuje ili povećava.
Atollic Truestudio kod je implementiran.
Možda će biti potrebno instalirati STM studio za otklanjanje pogrešaka.
Uvezite projekt u STM studio i uvezite varijable koje želite vidjeti.
Mala promjena je na 2017-11-4xx.
Promijenite taktnu frekvenciju točno na h datoteku na 168 MHz.
Isječak koda naveden je gore.
Zaključak je da se brzina motora kontrolira pomoću PID-a.
Međutim, krivulja nije baš glatka linija.
Postoji mnogo razloga za to: iako senzor spojen na niskopropusni filtar još uvijek daje određene nedostatke, to je zbog nekih neizbježnih razloga za nelinearne otpornike i analogne elektroničke uređaje, motor se ne može glatko okretati pri malom naponu ili pwm.
Pruža šupke koji mogu uzrokovati da sustav unese pogrešnu vrijednost.
Zbog podrhtavanja, senzor može propustiti neki prorez koji daje višu vrijednost, a glavni razlog druge pogreške može biti frekvencija takta jezgre stm-a.
Takt jezgre Stm-a je 168 MHz.
Iako je ovaj problem riješen u ovom projektu, postoji holistički koncept ovog modela koji ne daje tako visoku frekvenciju.
Brzina otvorene petlje daje vrlo glatku liniju sa samo nekoliko neočekivanih vrijednosti.
PID također radi i osigurava vrlo kratko vrijeme stabilnosti motora.
PID motora ispitan je na različitim naponima koji su održavali referentnu brzinu konstantnom.
Promjena napona ne mijenja brzinu motora, što znači da PID radi.
Ovdje su neki segmenti konačnog izlaza PID-a. a)
Zatvorena petlja @ 110 rpmb)
Zatvorena petlja @ 120 rpm Ovaj projekt ne bi mogao biti dovršen bez pomoći članova moje grupe.
Želim im zahvaliti.
Hvala vam što gledate ovaj projekt.
Nadam se da ću vam pomoći.
Radujte se još.
Blagoslovi prije toga :)
