PID алгоритм ашиглан DC моторыг хянах хурдны хяналт (STM32F4)

Бүгд сайн уу, би өөр төсөл дээрээс Тахир ul haq.
Энэ удаад 2017-11-407-ийн ашигласан MC-ийг хийх цаг болжээ.
Энэ бол дунд хугацааны хөтөлбөрийн төгсгөл юм.
Танд таалагдана гэж найдаж байна.
Энэ нь маш их ойлголт, онолыг шаарддаг тул эхлээд үүнийг харцгаая.
Компьютер, аж үйлдвэрийн үйл явцыг бий болгох, үйл явцыг хянахын тулд хүний ​​түүхийг хөгжүүлэх арга замыг боловсруулсан.
Зорилго нь эдгээр үйл явцад хүний ​​оролцоог бууруулах явдал юм.
Тиймээс / 'хяналтын системийн инженерийн инженерийн талбар \
Хяналтын системийн инженерийн инженерийн үйл явц эсвэл Тусгай аргыг хянах эсвэл гарын авлага эсвэл автоматаар ашиглахыг тодорхойлох нь тодорхой аргєгийг нарийвчлан тодорхойлно.
Энгийн жишээ бол өрөөний температурыг хянах явдал юм.
Гарын авлагын хяналт нь тухайн нөхцөлийг (Мэдрэгч) -ийн одоогийн нөхцөл байдлыг (боловсруулагч)
, хүссэн утгыг (боловсруулалт) авах
, зохих утгыг (ACTUATIONTAITAR) авахаар шийтгэнэ.
Энэ хандлагатай холбоотой асуудал нь ажил дээрээ алдаа, хайхрамжгүй байдал, хайхрамжгүй хандлагатай байдаг тул энэ нь тийм ч найдвартай биш юм.
Нэмж дурдахад өөр нэг асуудал бол үйл явцын хэмжээ нь дадлагажуулах түвшин нь жигд биш бөгөөд заримдаа энэ нь шаардлагатай хурдаас хурдан байж болох юм.
Энэ асуудлын шийдэл бол системийг хянахын тулд бичил хянагч ашиглах явдал юм.
Өгөгдсөн тодорхойлолтын дагуу Micro-хянагч нь UPRO
- ийн хяналтанд холбогдох үйл явцыг хянахын
тулд програм хангамж эсвэл нөхцөлийг хянах боломжтой.
Энэ процессын ашиг тус нь энэ үйл явцад хүний ​​хөндлөнгийн оролцоо шаардлагагүй юм.
Үүнээс гадна, энэ процессын хурд нь тууштай байдаг.
Бид цааш үргэлжлүүлэхийн өмнө энэ үед янз бүрийн нөхцлийг тодорхойлох нь чухал юм: Санал хүсэлтийн хяналт: Энэ системд: Энэ системд оролтыг оруулаад системийн гаралтаас хамаарч нэг буюу хэд хэдэн хувьсагчаас хамаарна.
Сөрөг санал хүсэлт: Энэ системд: Энэ системд, лавлагаа (оролт) -д
санал хүсэлт, алдааг хасч, оролтын үе шатанд 180 градус байна.
Эерэг санал хүсэлт: Энэ системд, лавлагаа (оролт)
алдаа, оролт нь үе шатанд байгаа үед алдаа гаргадаг.
Алдааны дохио: Хүссэн гаралтын хоорондох ялгаа ба бодит гаралт хоёрын ялгаа.
Мэдрэгч: Тасалбарыг хэлхээний тодорхой тооны төхөөрөмжийг илрүүлэхэд ашигладаг төхөөрөмж.
Энэ нь ихэвчлэн гаралтад эсвэл хэдэн хэмжилт хийхийг хүсч байгаа газарт байрладаг.
Процессор: Програмчлалын алгоритм дээр суурилсан хяналтын системийн хэсэг.
Зарим оролтыг авч, зарим гаралтыг гаргадаг.
Актатор: Хяналтын системд, ACTUATATOR нь Micro-хянагч дээр гаралтад нөлөөлж буй дохиолол дээр үндэслэн үйл явдлыг гүйцэтгэхэд ашигладаг.
Хаалттай гогцоо систем: Нэг буюу хэд хэдэн санал хүсэлтийн гогцоо бүхий систем.
Нээлттэй давталтын систем: Санал хүсэлтийн давталтын систем байхгүй байна.
ХАМГИЙН ХАМГААЛАХ: Гарц нь дохионы дээд түвшний 10% -ийг 90% хүртэл нэмэгдэнэ.
Буулгах хугацаа: Гаралт нь 90% -иас 10% -аас 10% -иас буурна.
Оргил хэт ачаалал: Оргил үе бол хамгийн дээд хэмжээ нь түүний тогтвортой байдлын үнэ хэмжээнээс давсан дүн юм
.
Тогтвортой цаг: Гаралт нь тогтвортой байдалд хүрэхэд шаардагдах цаг хугацаа.
Тогтвортой алдаа: Систем нь тогтвортой байдалд хүрсний дараа бодит гаралтын ба хүлээгдэж буй гаралтын ялгаа. Дээрх зураг нь хяналтын системийн маш хялбар хувилбарыг харуулж байна.
Бичил хянагч нь аливаа хяналтын системийн гол цөм юм.
Энэ бол маш чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд энэ нь системийн шаардлагын дагуу анхааралтай сонгох хэрэгтэй.
Бичил хянагч нь хэрэглэгчээс оролтыг хүлээн авдаг.
Энэ оролт нь системд шаардагдах нөхцлийг тодорхойлдог.
Бичил хянагч бас мэдрэгчээс оролтыг хүлээн авдаг.
Мэдрэгч нь гаралттай холбогдсон бөгөөд түүний мэдээллийг оролтод буцааж өгдөг.
Энэ оролтыг мөн сөрөг санал хүсэлт гэж нэрлэж болно.
Сөрөг санал хүсэлтийг өмнө нь тайлбарлав.
Програмчлал дээр үндэслэн микропроцессор янз бүрийн тооцоо, гаралтыг идэвхжүүлдэг.
Гарц дээр суурилсан Actuator Controup-ийн хяналтын үйлдвэр нь эдгээр нөхцлийг хадгалахыг оролддог.
Жишээ нь моторт мотор жолоодож магадгүй мотор жолооч нь жолооч, мотор юм.
Тиймээс, мотор нь тухайн хурдаар эргэлддэг.
Холбогдсон мэдрэгч нь одоогийн үйлдвэрийн статусыг уншиж, бичил хянагч руу буцаана.
Бичил хянагч дахин дахин харьцуулж, тооцоолсон тул давталт давтагдана.
Процесс нь давтагдах, эцэс төгсгөлгүй, төгсгөлгүй, микро хянагч нь хүссэн нөхцлийг хадгалах боломжтой.
DC MOTOR MOTURE-ийн хурдыг хянах хоёр арга замыг хянах хоёр гол аргыг эндээс
хянах: Үйлдвэрлэлийн програмуудад DC моторын хурдны хяналтын механизмыг хянах нь чухал юм.
Заримдаа бид ердийнхөөс өндөр эсвэл бага байх ёстой.
Тиймээс бидэнд хурдны хяналтын арга хэрэгтэй байна.
Хангамжийн хүчдэлийг хянах нь хамгийн энгийн хурдны хяналтын аргуудын нэг юм.
Бид хурдыг өөрчлөхийн тулд хүчдэлийг өөрчилж болно. б)
PID ашиглан PID-ийг хянах PWM-ийг хянах: Өөр нэг үр дүнтэй арга бол микро хянагч ашиглах явдал юм.
DC мотор нь моторын жолоочоор микро хянагчтай холбогдсон байна.
Мотор жолооч бол PWM (
импульсийн өргөнролт) нь
оролтын дагуу DCOTTORTORDER-ээс ICON-ийг хүлээн авах, оролтын дагуу DC мотор руу гарна. Зураг 1.
2: PWM дохионы 1-р бүлэг.
PWM дохиогоор PWM дохиог авч үзвэл PWM-ийн үйл ажиллагааг эхлээд тайлбарлаж болно.
Энэ нь тодорхой хугацаанд тасралтгүй импульсээс бүрдэнэ.
Цагийн хугацаа бол долгионы урттай тэнцэх зайд шилжих цаг хугацаа юм.
Эдгээр импульс нь зөвхөн хоёртын утгыг (өндөр эсвэл бага) агуулдаг.
Бидэнд бас хоёр тоо хэмжээ, импульсийн өргөн, үүргийн мөчлөгтэй.
Пульсийн өргөн нь PWM гарц өндөр байх үед цаг хугацаа юм.
Үүргийн мөчлөг нь импульсийн өргөнийн өргөн хүрээний хувь.
Үлдсэн хугацааны туршид гаралт бага байна.
Үүрэгчилгээний мөчлөг нь моторын хурдыг шууд удирддаг.
Хэрэв DC мотор нь тодорхой хугацааны дотор эерэг хүчдэлийг өгдөг бол тодорхой хурдаар хөдлөх болно.
Хэрэв эерэг хүчдэлийг илүү урт хугацаанд өгөх юм бол хурд нь илүү байх болно.
Тиймээс, PWM-ийн үүргийн мөчлөг нь импульсийн өргөнийг өөрчлөх замаар өөрчлөгдөж болно.
DC моторын үүргээ өөрчлөх замаар моторын хурд өөрчлөгдөж болно.
DC COPORT-ийн асуудлыг шийдвэрлэхэд хурдны хяналт: Эхний хурдны хяналтын арга нь хүчдэл цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж магадгүй юм.
Эдгээр өөрчлөлтүүд нь тэгш бус хурд гэсэн утгатай.
Тиймээс эхний арга нь хүсээгүй.
Шийдэл: Бид хурдыг хянах хоёр дахь аргыг ашигладаг.
Бид PID алгоритмыг хоёр дахь аргыг нөхөхөд ашигладаг.
PID нь пропорциональ салшгүй үндэстнүүдийг илэрхийлнэ.
PID ALGORITHM-д, моторын одоогийн хурдыг хэмжиж, хүссэн хурдтай харьцуулж үздэг.
Энэ алдааг цөөн тооны моторын циклийг өөрчлөхөд ашигладаг.
Энэ процесс бүрт энэ үйл явц байдаг.
Хэрэв хурд нь хүссэн хурдаас давсан бол үүргийн мөчлөг багасч, хурд нь хүссэн хурдаас доогуур байвал үүргийн мөчлөг нэмэгддэг.
Энэ тохируулга нь хамгийн сайн хурд хүрэх хүртэл хийгдээгүй байна.
Энэ хурдыг байнга шалгаж, хянах.
Энэ төсөл дээр ашигласан системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд энд, бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг товч танилцуулга хийж байна.
STM 32F407: SN Micro-Country-ийн боловсруулсан бичил хянагч.
Энэ нь гарын кортекс дээр ажилладаг. M архитектур.
Энэ нь гэр бүлээ 168 MHZ-ийн өндөр давтамжтайгаар хөтөлдөг.
Мотор жолооч L298N: Энэхүү IC нь мотор ажиллуулахад ашиглагддаг.
Энэ нь хоёр гадаад оролттой.
Микро хянагчаас нэг.
Микро-Хянагч нь үүнийг PWM дохио өгдөг.
Мотор хурдыг импульсийн өргөнийг тохируулах замаар тохируулж болно.
Хоёрдахь оролт нь мотор жолоодоход шаардлагатай хүчдэлийн эх үүсвэр юм.
DC мотор: DC мотор нь DC Power хангамж дээр ажилладаг.
Энэ туршилтанд DC мотор нь моторт драйвертай холбогдсон фотоэлектрик холболтыг ашиглан ажилладаг.
Хэт улаан туяаны мэдрэгч: Мэдрэмжтэй мэдрэгч нь үнэндээ хэт ягаан туяаны дамжуулагч юм.
Энэ нь олон янзын даалгаврыг гүйцэтгэхэд ашиглаж болох давсан долгионыг илгээдэг.
IR Encoder Optical Coulder Coulder 4N35: Оптик холбогч бол хэлхээний доод хүчдэлийн хэсгийг тусгаарлах төхөөрөмж бөгөөд өндөр хүчдэлийн хэсэг юм.
Нэрийг илэрхийлж, энэ нь гэрлийн үндсэн дээр ажилладаг.
Бага хүчдэлийн хэсэг нь дохиоллыг авах үед одоогийн урсгалыг өндөр хүчдэлийн хэсэгт урсдаг.
Систем бол хурдны хяналтын систем юм.
Дээр дурдсанчлан дурьдсанчлан систем нь пропорциональ интеграл, деривативыг ашиглан хэрэгжүүлдэг.
Хурдны хяналтын систем нь дээрх бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй.
Эхний хэсэг нь хурдны мэдрэгч юм.
Хурдны мэдрэгч нь хэт ягаан туяаны дамжуулагч, хүлээн авагчийн хэлхээг юм.
Хатуу нь U хэлбэрийн налуу замаар дамжин өнгөрөх үед мэдрэгч нь бага төлөвт ордог.
Ер нь энэ нь өндөр байдалд байна.
Мэдрэгчийн гаралт нь бага зэргийн дамжуулалтыг арилгахад хүргэсэн бодисын улмаас үүссэн байдал үүсэхэд хүргэдэг.
Бага дамжуулалттай шүүлтүүр нь резистор, конденсаторуудаас бүрддэг.
Шаардлагатай бол утгыг сонгосон.
Ашигласан конденсатор нь 1100nf бөгөөд ашиглагдаж, хэрэглэгддэг эсэргүүцэл 25 орчим ом юм.
Бага дамжуулалттай шүүлтүүр нь нэмэлт унших, хогны үнэ цэнэ, хог хаягдал үр дүнд хүргэж болзошгүй түр зуурын нөхцөл байдлыг арилгадаг.
Бага дамжуулалтын шүүлтүүрийг дараа нь stm микро хянагчийн oш оруулах дижитал дижиталаар дамжуулан конденсатороор дамждаг.
Нөгөө хэсэг нь Stm Micro-хянагчаар хангагдсан PWM-ээр дамждаг мотор юм.
Энэ тохиргоог оптик холбогч IC ашиглан цахилгаан тусгаарлалтаар хангаж өгсөн.
Оптик холбогч нь IC багц доторх гэрлийг ялгаруулдаг бөгөөд in in Pullinal terminal дээр өндөр импульс өгөх бөгөөд энэ нь гаралтын терминалийг богино хугацаанд боож өгнө.
Оролтын терминал нь оптик холбогчтой холбогдсон LED-ийн одоогийн холболтыг хязгаарладаг резмоор дамжуулж өгдөг.
Терминал нь богино хугацаанд тасралтгүй резисторууд гарч ирвэл unginal-ыг таслан зогсоох, remoor дээр терминал дээр холбогдсон PINCORD-ийг эсэргүүцэж байна.
Facebookeectric-ийн холбооны гаралт нь PIN-ийн өндрийг хадгалдаг моторт драйверын in-тэй холбогдсон байна.
PWM үүргийн циклийн циклийг оптик холбооны оролтод өөрчлөлт оруулах үед моторын драйвер нь моторыг шилжүүлж, моторын хурдыг удирддаг.
Моторт өгсөн PWM-ийн дараа мотор жолооч ихэвчлэн 12 вольтын хүчдэлийг өгдөг.
Моторын жолооч дараа нь моторыг ажиллуулах боломжийг олгодог.
Энэхүү мотор хурдны зохицуулалтын төслийг хэрэгжүүлэхэд ашигласан алгоритмыг нэвтрүүлээрэй.
Моторын PWM нь нэг таймерыг нэг цаг хэмжигчээр хангадаг.
Таймерын тохиргоо хийгдсэн бөгөөд PWM өгөхийн тулд хийгдсэн бөгөөд тохируулагдсан.
Мотор эхлэх үед энэ нь мотор босоо аманд хавсаргасан налууг эргэлддэг.
Слит нь мэдрэгчийн хөндийгөөр дамждаг бөгөөд доод судасны цохилтыг гаргадаг.
Бага импульс дээр, код нь алхам алхамыг эхлүүлж, хүлээж байна.
Нэгэнт налуу алга болсон бол мэдрэгч нь өндөр төлөв байдлыг хангаж, таймер тоолж эхэлдэг.
Таймер нь хоёр зүсэлтийн хоорондох цагийг бидэнд өгдөг.
Одоо, дахиад нэг жижиг импульс гарч ирэхэд мэдэгдэл дахин гарч ирэх бөгөөд дараагийн маань ирмэгийг хүлээж, лангууг нь хүлээж байв.
Хурдийг тооцоолсны дараа хурд, бодит лавлагааны үнэ цэнийн зөрүүг тооцож, PID-гийн хоорондын ялгааг тооцоол.
PID нь тухайн мөчид лавлагааны утгыг тухайн үед лавлах утгад хүрдэг.
Энэ утгыг CCR (
харьцуулах бүртгэл) -д
заасан тохиолдолд цаг хэмжигчийн хурд багасч, нэмэгдэж, нэмэгдсэн байна.
Атоллик Truestududio кодыг хэрэгжүүлсэн.
STM Studio Дебаг хийхэд суулгасан байж магадгүй юм.
Төслийг STM Studio-д импорт хийж, харахыг хүссэн хувьсагчдыг импортлох.
Бага зэрэг өөрчлөлт 2017-11-4xx дээр байна.
Цаг давтамжийг 168 MHZ дээр HILE-д яг нарийн соль.
Кодын хэсэг нь дээр дурдсан болно.
Дүгнэлт нь моторын хурдыг PID ашиглан удирддаг.
Гэсэн хэдий ч муруй нь яг гөлгөр шугам биш юм.
Үүний тулд олон шалтгаан бий.
Энэ нь системийг буруу утгыг оруулахад хүргэж болзошгүй юм.
Jitter-ийн улмаас, мэдрэгч нь илүү өндөр үнэ цэнэтэй, өөр алдааны үндсэн шалтгааныг санаж байж магадгүй юм.
STM-ийн үндсэн цаг 168 MHZ байна.
Хэдийгээр энэ асуудлыг энэ төсөлд хаясан боловч ийм өндөр давтамжийг өгдөггүй энэ загварын цогц ойлголт бий.
Нээлттэй давталтын хурд нь зөвхөн цөөн хэдэн гэнэтийн утгыг өгдөг.
PID нь бас ажиллаж байгаа бөгөөд моторт тогтвортой тогтвортой байдлын цагийг өгдөг.
Мотор PID нь лавлагааны хурдыг тогтмол хадгалсан янз бүрийн хүчдэл дээр туршиж үзсэн.
Хүчдэлийн өөрчлөлт нь PID ажиллаж байгааг илтгэж байгаа нь моторын хурдыг өөрчлөхгүй.
Энэ нь PID-ийн эцсийн гаралтын зарим хэсгийг энд оруулав. a)
хаалттай давталт @ 110 RPMB)
хаалттай давталт @ 120 RPMthis төслийн туслалцаа үзүүлэх боломжгүй.
Би тэдэнд талархахыг хүсч байна.
Энэ төслийг үзсэнд баярлалаа.
Танд тусална гэж найдаж байна.
Илүү ихийг хүлээж байгаарай.
Өмнө нь адислал байгаарай :)