Pozdrav svima, ja sam Tahir ul haq iz drugog projekta.
Ovoga puta bilo je vrijeme za MC koji je koristio 2017-11-407.
Ovo je kraj srednjoročnog programa.
Nadam se da će vam se svidjeti.
Zahtijeva puno koncepata i teorija, pa neka prvo pogleda.
Pojavom računala i industrijaliziranim procesom, u povijesti ljudskih bića istražila je istraživanje kako bi se razvile metode redefiniranja procesa, i što je još važnije, za upotrebu strojeva za autonomno kontrolu procesa.
Cilj je smanjiti ljudsko sudjelovanje u tim procesima, smanjujući na taj način pogreške u tim procesima.
Stoga je nastalo polje \ 'Kontrolni sustav inženjerstva \'.
Inženjering upravljačkog sustava može se definirati kao upotreba različitih metoda za kontrolu rada procesa ili održavanje stalnog i preferiranog okruženja, bilo ručnog ili automatskog.
Jednostavan primjer je kontrola temperature sobe.
Ručna kontrola odnosi se na prisutnost osobe koja provjerava trenutne uvjete na licu mjesta (senzor)
, s očekivanjima (obradom)
i poduzimaju odgovarajuće mjere za dobivanje željene vrijednosti (aktuator).
Problem ovog pristupa je što nije baš pouzdan jer je netko sklon pogrešci ili nepažnji na poslu.
Osim toga, drugi problem je što brzina procesa pokretanja pokretača nije uvijek ujednačena, što znači da ponekad može biti brži od potrebne brzine, a ponekad može biti i spor.
Rješenje ovog problema je korištenje mikrokontrolera za kontrolu sustava.
Prema datoj specifikaciji, mikrokontroler je programiran za kontrolu postupka povezivanja u krugu (
raspravljati kasnije)
vrijednost ili uvjet, čime se kontrolira postupak za održavanje željene vrijednosti.
Prednost ovog postupka je u tome što u ovom procesu nema potrebe za ljudskom intervencijom.
Pored toga, brzina ovog procesa je dosljedna.
Prije nego što nastavimo, ključno je odrediti različite izraze u ovom trenutku: Kontrola povratnih informacija: U ovom sustavu unos u određeno vrijeme ovisi o jednoj ili više varijabli, uključujući izlaz sustava.
Negativne povratne informacije: U ovom sustavu, referenca (ulaz)
kao povratne informacije, greška se oduzima, a faza ulaza 180 stupnjeva.
Pozitivne povratne informacije: U ovom sustavu
dodaju se reference (ulazne) pogreške kada su povratne informacije i unos u fazi.
Signal pogreške: razlika između željenog izlaza i stvarnog izlaza.
Senzor: Uređaj koji se koristi za otkrivanje određenog broja uređaja u krugu.
Obično se stavlja u izlaz ili bilo gdje gdje želimo izvršiti neka mjerenja.
Procesor: dio upravljačkog sustava koji se obrađuje na temelju algoritama programiranja.
Potreban je neki ulaz i proizvodi neki izlaz.
Aktuator: U upravljačkom sustavu, aktuator se koristi za izvođenje događaja na temelju signala koji je mikrokontroler generirao da utječe na izlaz.
Sustav zatvorene petlje: sustav s jednom ili više petlji povratnih informacija.
Sustav otvorene petlje: Ne postoji sustav za povratnu petlju.
Vrijeme porasta: Vrijeme potrebno da se izlaz povećava s 10% maksimalne amplitude signala na 90%.
Vrijeme pada: Vrijeme potrebno da se izlaz padne s 90% na 10%.
Vrhunac prekomjernosti: Vrhunac prelaska je količina izlaza koja prelazi njegovu vrijednost stabilnog stanja (
normalno tijekom prolaznog odgovora sustava).
Stabilno vrijeme: Vrijeme potrebno za izlaz da dosegne stabilno stanje.
Pogreška u ustaljenom stanju: razlika između stvarnog izlaza i očekivanog izlaza nakon što sustav dosegne stabilno stanje. Gornja slika prikazuje vrlo pojednostavljenu verziju upravljačkog sustava.
Mikrokontroler je jezgra svakog upravljačkog sustava.
Ovo je vrlo važna komponenta, pa je treba pažljivo odabrati u skladu sa zahtjevima sustava.
Mikrokontroler prima unos od korisnika.
Ovaj ulaz definira uvjete potrebne za sustav.
Mikrokontroler također prima ulaz iz senzora.
Senzor je povezan s izlazom i njegovi se podaci vraćaju na ulaz.
Ovaj se ulaz također može nazvati negativnim povratnim informacijama.
Negativne povratne informacije objašnjene su ranije.
Na temelju svog programiranja, mikroprocesor izvodi različite proračune i izlaze u aktuator.
Postrojenje za kontrolu pokretača na bazi izlaza pokušava održati ove uvjete.
Primjer može biti vozač motora koji vozi motor, gdje je vozač motora vozač, a motor tvornica.
Stoga se motor okreće određenom brzinom.
Povezani senzor čita status trenutne tvornice i vraća ga na mikro kontroler.
Mikrokontroler se ponovno uspoređuje i izračunava, tako da se petlja ponavlja.
Proces je ponavljajući i beskrajan, a mikrokontroler može održati željene uvjete.
Evo dva glavna načina za kontrolu brzine istosmjernog motora)
ručna kontrola napona: U industrijskim primjenama je kritičan mehanizam za kontrolu brzine istosmjernog motora.
Ponekad će nam možda trebati brzine veće ili niže od normalnih.
Stoga nam je potrebna učinkovita metoda kontrole brzine.
Upravljanje naponom napajanja jedna je od najjednostavnijih metoda kontrole brzine.
Možemo promijeniti napon kako bismo promijenili brzinu. b)
Kontrola PWM pomoću PID-a: Još jedan učinkovitiji način je korištenje mikrokontrolera.
DC motor spojen je na mikro regulator kroz pokretač motora.
Vozač motora je IC koji prima PWM (
modulacija širine impulsa)
iz mikro regulatora i izlaz u istosmjerni motor prema ulazu. Slika 1.
2: Poglavlje 1 PWM signala.
Uvod 3 S obzirom na PWM signal, rad PWM -a može se objasniti prvo.
Sastoji se od kontinuiranih impulsa u određenom vremenskom razdoblju.
Vremensko razdoblje je vrijeme provedeno od strane točke koje se kreće na udaljenosti jednakoj valnoj duljini.
Ti impulsi mogu imati samo binarne vrijednosti (visoke ili niske).
Imamo i dvije druge količine, širinu pulsa i radni ciklus.
Širina impulsa je vrijeme kada je PWM izlaz visok.
Radni ciklus je postotak širine impulsa do vremenskog razdoblja.
U ostatku vremenskog razdoblja izlaz je nizak.
Radni ciklus izravno kontrolira brzinu motora.
Ako istosmjerni motor osigura pozitivan napon u određenom vremenskom razdoblju, kretat će se određenom brzinom.
Ako se pozitivni napon osigurava duže vrijeme, brzina će biti veća.
Stoga se radni ciklus PWM -a može promijeniti promjenom širine pulsa.
Promjenom radnog ciklusa istosmjernog motora, brzina motora može se promijeniti.
Kontrola brzine za DC motorne probleme: Problem s metodom prve kontrole brzine je taj što se napon može vremenom mijenjati.
Ove promjene znače neravnu brzinu.
Stoga je prva metoda nepoželjna.
Rješenje: Za kontrolu brzine koristimo drugu metodu.
Koristimo PID algoritam za nadopunu druge metode.
PID predstavlja proporcionalni integralni derivat.
U PID algoritmu mjeri se trenutna brzina motora i uspoređuje s željenom brzinom.
Ova se pogreška koristi za složene proračune za promjenu radnog ciklusa motora u skladu s vremenom.
Postoji ovaj postupak u svakom ciklusu.
Ako brzina prelazi željenu brzinu, radni ciklus se smanjuje, a radni ciklus povećava ako je brzina niža od željene brzine.
Ovo podešavanje se ne izvršava dok se ne postigne najbolja brzina.
Stalno provjeravajte i kontrolirajte ovu brzinu.
Evo komponenti sustava koji se koriste u ovom projektu i kratki uvod u detalje svake komponente.
STM 32F407: mikrokontroler dizajniran u mikro presjeku ST.
Djeluje na korteksu ruku. M arhitektura.
Vodi svoju obitelj s visokom frekvencijom takta od 168 MHz.
Vozač motora L298N: Ovaj se IC koristi za pokretanje motora.
Ima dva vanjska ulaza.
Jedan iz mikro kontrolera.
Mikrokontroler za njega pruža PWM signal.
Brzina motora može se podesiti podešavanjem širine impulsa.
Njegov drugi ulaz je izvor napona potreban za pokretanje motora.
DC motor: DC motor radi na napajanju DC.
U ovom eksperimentu, istosmjerni motor se upravlja pomoću fotoelektrične spojke spojene na vozač motora.
Infracrveni senzor: Infracrveni senzor je zapravo infracrveni primopredajnik.
Šalje i prima infracrvene valove koji se mogu koristiti za obavljanje različitih zadataka.
Optički spojnica IR Encoder 4N35: Optički spojnica je uređaj koji se koristi za izoliranje niskog napona dijela kruga i visokog napona.
Kao što ime govori, djeluje na temelju svjetla.
Kad dio niskog napona dobije signal, struja teče u dijelu visokog napona.
Sustav je sustav za kontrolu brzine.
Kao što je ranije spomenuto, sustav se provodi pomoću PID -a proporcionalnog integralnog i derivata.
Sustav za kontrolu brzine ima gornje komponente.
Prvi dio je senzor brzine.
Senzor brzine je infracrveni odašiljač i krug prijemnika.
Kad krutina prođe kroz prorez u obliku slova U, senzor ulazi u nisko stanje.
Obično je u visokoj državi.
Izlaz senzora povezan je s filtriranjem niskog prolaza kako bi se uklonilo prigušenje uzrokovano prolaznim generiranim kada se stanje senzora mijenja.
Niskopropusni filter sastoji se od otpornika i kondenzatora.
Vrijednosti su odabrane prema potrebi.
Korišteni kondenzator je 1100NF, a otpor koji se koristi iznosi oko 25 ohma.
Niskopropusni filter eliminira nepotrebne prolazne uvjete koji mogu rezultirati dodatnim očitanjima i vrijednostima smeća.
Filter s niskim prolazom zatim se izlazi kroz kondenzator na ulazni digitalni pin STM mikrokontrolera.
Drugi dio je motor koji kontrolira PWM koji pruža STM Micro-Controller.
Ova je postavka dobila električnu izolaciju pomoću optičkog spojnica IC.
Optički spojnik uključuje LED koji emitira svjetlost unutar IC paketa, a kada je na ulaznom terminalu dat visoki impuls, kratko je spojio izlazni terminal.
Ulazni terminal daje PWM kroz otpornik koji ograničava struju LED spojenog na optički spojnik.
Pad otpornik je spojen na izlazu, tako da kada je terminal kratki spoj, napon se generira na padajućem otporniku, a pin spojen na terminal na otporniku prima visoko stanje.
Izlaz fotoelektričnog spojnica povezan je s IC -om IC -a IC -a koji održava visinu PIN -a.
Kad se PWM dežurni ciklus promijeni na unosu optičkog spoja, upravljački program motora mijenja motor i kontrolira brzinu motora.
Nakon PWM -a koji je pružen motoru, vozač motora obično osigurava napon od 12 volti.
Vozač motora tada omogućuje motoru da radi.
Upoznati algoritam koji smo koristili u provedbi ovog projekta regulacije brzine motora.
PWM motora osigurava jedan tajmer.
Konfiguracija tajmera izrađena je i postavljena za pružanje PWM -a.
Kad motor pokrene, rotira prorez pričvršćen na osovinu motora.
Prorez prolazi kroz senzorsku šupljinu i stvara nizak puls.
Pri niskim impulsima, kod započinje i čeka da se prorez pomakne.
Jednom kada prorez nestane, senzor osigurava visoko stanje i tajmer počinje brojati.
Timer nam daje vrijeme između dva proreza.
Sada, kad se pojavi još jedan niski impuls, izjava IF -a ponovno se izvršava, čekajući sljedeći uzdizački rub i zaustavljajući pult.
Nakon izračunavanja brzine, izračunajte razliku između brzine i stvarne referentne vrijednosti i dajte PID.
PID izračunava vrijednost radnog ciklusa koja u određenom trenutku doseže referentnu vrijednost.
Ova se vrijednost daje CCR (
usporedni registar)
, ovisno o pogrešci, brzina timera se smanjuje ili povećava.
Proveden je atolni Truestudio kod.
STM Studio će možda trebati instalirati za uklanjanje pogrešaka.
Uvezite projekt u studiju STM i uvezite varijable koje želite pogledati.
Mala promjena je na 2017-11-4xx.
Promijenite frekvenciju sata točno u H datoteku na 168 MHz.
Isječak koda je naveden gore.
Zaključak je da se brzina motora kontrolira pomoću PID -a.
Međutim, krivulja nije baš glatka linija.
Mnogo je razloga za to: Iako senzor povezan s filterom niskog propusnog i dalje pruža određene nedostatke, to su zbog nekih neizbježnih razloga za nelinearne otpornike i analogne elektroničke uređaje, motor se ne može nesmetano okretati pri malom naponu ili PWM-u.
Pruža seronje zbog kojih sustav može unijeti neku pogrešnu vrijednost.
Zbog podrhtavanja, senzor može propustiti neki prorez koji pruža veću vrijednost, a glavni razlog za drugu pogrešku može biti jezgrani sat STM.
Jezgreni sat STM je 168 MHz.
Iako je ovaj problem riješen u ovom projektu, postoji holistički koncept ovog modela koji ne pruža tako visoku frekvenciju.
Brzina otvorene petlje pruža vrlo glatku liniju sa samo nekoliko neočekivanih vrijednosti.
PID također radi i pruža vrlo nisko vrijeme stabilnosti motora.
Motor PID testiran je na različitim naponima koji su referentnu brzinu održavali konstantnom.
Promjena napona ne mijenja brzinu motora, što ukazuje na to da PID radi.
Evo nekoliko segmenata konačnog izlaza PID -a. a)
Zatvorena petlja @ 110 o / min)
Zatvorena petlja @ 120 o / min Projekt nije mogao biti dovršen bez pomoći članova moje grupe.
Želim im zahvaliti.
Hvala vam što ste gledali ovaj projekt.
Nadam se da ću vam pomoći.
Molim vas, radujte se još.
Zadržite blagoslov prije toga :)
