Salam semua, saya tahir ul haq dari projek lain.
Kali ini adalah masa untuk melakukan MC yang digunakan oleh 2017-11-407.
Ini adalah penghujung program pertengahan penggal.
Harap anda suka.
Ia memerlukan banyak konsep dan teori, jadi mari kita lihat dahulu.
Dengan kemunculan komputer dan proses perindustrian, terdapat penyelidikan dalam sejarah manusia untuk membangunkan kaedah untuk mentakrifkan semula proses, dan yang lebih penting, untuk menggunakan mesin untuk mengawal proses secara autonomi.
Matlamatnya adalah untuk mengurangkan penyertaan manusia dalam proses ini, sekali gus mengurangkan ralat dalam proses ini.
Oleh itu, bidang \'kejuruteraan sistem kawalan\' wujud.
Kejuruteraan sistem kawalan boleh ditakrifkan sebagai penggunaan pelbagai kaedah untuk mengawal kerja proses atau penyelenggaraan persekitaran yang tetap dan pilihan, sama ada manual atau automatik.
Contoh mudah ialah mengawal suhu bilik.
Kawalan manual merujuk kepada kehadiran seseorang yang memeriksa keadaan semasa di tapak (sensor)
, Dengan jangkaan (pemprosesan)
Dan mengambil tindakan yang sewajarnya untuk mendapatkan nilai yang dikehendaki (penggerak).
Masalah dengan pendekatan ini ialah ia tidak begitu dipercayai kerana seseorang itu terdedah kepada kesilapan atau kecuaian di tempat kerja.
Di samping itu, masalah lain ialah kadar proses yang dimulakan oleh penggerak tidak selalu seragam, yang bermaksud kadangkala ia mungkin lebih pantas daripada kelajuan yang diperlukan, dan kadangkala ia mungkin perlahan.
Penyelesaian kepada masalah ini adalah dengan menggunakan pengawal mikro untuk mengawal sistem.
Mengikut spesifikasi yang diberikan, pengawal mikro diprogramkan untuk mengawal proses penyambungan dalam litar (
Bincang kemudian)
Nilai atau keadaan, dengan itu mengawal proses untuk mengekalkan nilai yang dikehendaki.
Faedah proses ini ialah tidak perlu campur tangan manusia dalam proses ini.
Di samping itu, kelajuan proses ini adalah konsisten.
Sebelum kita meneruskan, adalah penting untuk menentukan pelbagai istilah pada ketika ini: Kawalan maklum balas: Dalam sistem ini, input pada masa tertentu bergantung pada satu atau lebih pembolehubah, termasuk output sistem.
Maklum balas negatif: Dalam sistem ini, rujukan (input)
Sebagai maklum balas, ralat ditolak dan fasa input ialah 180 darjah.
Maklum balas positif: Dalam sistem ini, rujukan (input)
Ralat ditambah apabila maklum balas dan input berada dalam fasa.
Isyarat ralat: perbezaan antara output yang dikehendaki dan output sebenar.
Sensor: peranti yang digunakan untuk mengesan bilangan peranti tertentu dalam litar.
Ia biasanya diletakkan dalam output atau di mana-mana sahaja kita ingin membuat beberapa ukuran.
Pemproses: sebahagian daripada sistem kawalan yang diproses berdasarkan algoritma pengaturcaraan.
Ia memerlukan beberapa input dan menghasilkan beberapa output.
Penggerak: dalam sistem kawalan, penggerak digunakan untuk melakukan peristiwa berdasarkan isyarat yang dihasilkan oleh pengawal mikro untuk mempengaruhi output.
Sistem gelung tertutup: sistem dengan satu atau lebih gelung maklum balas.
Sistem gelung terbuka: tiada sistem untuk gelung maklum balas.
Masa Naik: Masa yang diperlukan untuk output meningkat daripada 10% amplitud maksimum isyarat kepada 90%.
Masa Penurunan: Masa yang diperlukan untuk output menurun daripada 90% kepada 10%.
Peak overshoot: puncak puncak ialah jumlah output yang melebihi nilai keadaan mantapnya (
Normal semasa tindak balas sementara sistem).
Masa Stabil: Masa yang diperlukan untuk output mencapai keadaan stabil.
Ralat keadaan mantap: perbezaan antara output sebenar dan output yang dijangkakan sebaik sahaja sistem mencapai keadaan mantap. Gambar di atas menunjukkan versi sistem kawalan yang sangat mudah.
Pengawal mikro adalah teras kepada mana-mana sistem kawalan.
Ini adalah komponen yang sangat penting, jadi ia harus dipilih dengan teliti mengikut keperluan sistem.
Pengawal mikro menerima input daripada pengguna.
Input ini mentakrifkan syarat yang diperlukan untuk sistem.
Pengawal mikro juga menerima input daripada sensor.
Penderia disambungkan ke output dan maklumatnya disalurkan semula ke input.
Input ini juga boleh dipanggil maklum balas negatif.
Maklum balas negatif telah dijelaskan sebelum ini.
Berdasarkan pengaturcaraannya, mikropemproses melakukan pelbagai pengiraan dan output kepada penggerak.
Loji kawalan penggerak berasaskan keluaran cuba mengekalkan keadaan ini.
Contohnya mungkin pemandu motor yang memandu motor, di mana pemandu motor adalah pemandu dan motor adalah kilang.
Oleh itu, motor berputar pada kelajuan tertentu.
Sensor yang disambungkan membaca status kilang semasa dan menyalurkannya kembali kepada pengawal mikro.
Pengawal mikro dibandingkan sekali lagi dan dikira, jadi gelung diulang.
Proses ini berulang dan tidak berkesudahan, dan pengawal mikro boleh mengekalkan keadaan yang diingini.
Berikut ialah dua cara utama untuk mengawal kelajuan motor DC)
Kawalan Voltan Manual: dalam aplikasi industri, mekanisme kawalan kelajuan motor DC adalah kritikal.
Kadangkala kita mungkin memerlukan kelajuan yang lebih tinggi atau lebih rendah daripada biasa.
Oleh itu, kita memerlukan kaedah kawalan kelajuan yang berkesan.
Mengawal voltan bekalan adalah salah satu kaedah kawalan kelajuan yang paling mudah.
Kita boleh menukar voltan untuk menukar kelajuan. b)
Kawal PWM menggunakan PID: satu lagi cara yang lebih cekap ialah menggunakan pengawal mikro.
Motor DC disambungkan kepada pengawal mikro melalui pemacu motor.
Pemacu motor ialah IC yang menerima PWM (
Modulasi lebar nadi)
Input daripada pengawal mikro dan output kepada motor DC mengikut input. Rajah 1.
2: Bab 1 isyarat PWM.
Pengenalan 3 memandangkan isyarat PWM, operasi PWM boleh dijelaskan terlebih dahulu.
Ia terdiri daripada denyutan berterusan untuk tempoh masa tertentu.
Tempoh masa ialah masa yang dibelanjakan oleh titik bergerak pada jarak yang sama dengan panjang gelombang.
Denyutan ini hanya boleh mempunyai nilai binari (TINGGI atau RENDAH).
Kami juga mempunyai dua kuantiti lain, lebar nadi dan kitaran tugas.
Lebar nadi ialah masa apabila output PWM tinggi.
Kitaran tugas ialah peratusan lebar nadi kepada tempoh masa.
Untuk baki tempoh masa, output adalah rendah.
Kitaran tugas mengawal secara langsung kelajuan motor.
Jika motor DC memberikan voltan positif dalam tempoh masa tertentu, ia akan bergerak pada kelajuan tertentu.
Jika voltan positif disediakan untuk jangka masa yang lebih lama, kelajuan akan menjadi lebih besar.
Oleh itu, kitaran tugas PWM boleh diubah dengan menukar lebar nadi.
Dengan menukar kitaran tugas motor DC, kelajuan motor boleh diubah.
Kawalan kelajuan untuk masalah motor DC: masalah dengan kaedah kawalan kelajuan pertama ialah voltan mungkin berubah dari semasa ke semasa.
Perubahan ini bermakna kelajuan tidak sekata.
Oleh itu, kaedah pertama adalah tidak diingini.
Penyelesaian: Kami menggunakan kaedah kedua untuk mengawal kelajuan.
Kami menggunakan algoritma PID untuk menambah kaedah kedua.
PID mewakili derivatif kamiran berkadar.
Dalam algoritma PID, kelajuan semasa motor diukur dan dibandingkan dengan kelajuan yang dikehendaki.
Ralat ini digunakan untuk pengiraan kompleks untuk menukar kitaran tugas motor mengikut masa.
Terdapat proses ini dalam setiap kitaran.
Jika kelajuan melebihi kelajuan yang diingini, kitaran tugas dikurangkan dan kitaran tugas meningkat jika kelajuan lebih rendah daripada kelajuan yang dikehendaki.
Pelarasan ini tidak dibuat sehingga kelajuan terbaik dicapai.
Sentiasa semak dan kawal kelajuan ini.
Berikut ialah komponen sistem yang digunakan dalam projek ini dan pengenalan ringkas kepada butiran setiap komponen.
STM 32F407: pengawal mikro direka oleh ST Micro-section.
Ia berfungsi pada ARM Cortex. M Seni Bina.
Ia mendahului keluarganya dengan frekuensi jam tinggi 168 MHz.
Pemandu motor L298N: IC ini digunakan untuk menjalankan motor.
Ia mempunyai dua input luaran.
Satu daripada pengawal mikro.
Pengawal mikro menyediakan isyarat PWM untuknya.
Kelajuan motor boleh dilaraskan dengan melaraskan lebar nadi.
Input kedua ialah sumber voltan yang diperlukan untuk memacu motor.
Motor DC: Motor DC berjalan pada bekalan kuasa DC.
Dalam eksperimen ini, motor DC dikendalikan menggunakan gandingan fotoelektrik yang disambungkan kepada pemandu motor.
Sensor Inframerah: sensor inframerah sebenarnya adalah transceiver inframerah.
Ia menghantar dan menerima gelombang inframerah yang boleh digunakan untuk melaksanakan pelbagai tugas.
Pengganding optik pengekod IR 4N35: pengganding optik ialah peranti yang digunakan untuk mengasingkan bahagian voltan rendah litar dan bahagian voltan tinggi.
Seperti namanya, ia berfungsi berdasarkan cahaya.
Apabila bahagian voltan rendah mendapat isyarat, arus mengalir di bahagian voltan tinggi.
Sistem ini adalah sistem kawalan kelajuan.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, sistem ini dilaksanakan menggunakan PID kamiran berkadar dan terbitan.
Sistem kawalan kelajuan mempunyai komponen di atas.
Bahagian pertama ialah sensor kelajuan.
Penderia kelajuan ialah litar pemancar dan penerima inframerah.
Apabila pepejal melalui celah berbentuk u, sensor memasuki keadaan rendah.
Biasanya ia berada dalam keadaan tinggi.
Output sensor disambungkan kepada penapis laluan rendah untuk menghapuskan pengecilan yang disebabkan oleh transient yang dihasilkan apabila keadaan sensor berubah.
Penapis laluan rendah terdiri daripada perintang dan kapasitor.
Nilai telah dipilih mengikut keperluan.
Kapasitor yang digunakan ialah 1100nf dan rintangan yang digunakan adalah lebih kurang 25 ohm.
Penapis laluan rendah menghapuskan keadaan sementara yang tidak perlu yang boleh mengakibatkan bacaan tambahan dan nilai sampah.
Penapis laluan rendah kemudiannya dikeluarkan melalui kapasitor ke pin digital input pengawal mikro stm.
Bahagian lain ialah motor yang dikawal oleh pwm yang disediakan oleh pengawal mikro stm.
Tetapan ini telah disediakan dengan pengasingan elektrik menggunakan ic pengganding optik.
Pengganding optik termasuk led yang memancarkan cahaya dalam pakej ic, dan apabila nadi tinggi diberikan pada terminal input, ia membuat litar pintas pada terminal output.
Terminal input memberikan pwm melalui perintang yang mengehadkan arus led yang disambungkan kepada pengganding optik.
Perintang juntai bawah disambungkan pada output supaya apabila terminal litar pintas, voltan dijana pada perintang juntai bawah dan pin yang disambungkan ke terminal pada perintang menerima keadaan tinggi.
Output pengganding fotoelektrik disambungkan kepada IN1 ic pemacu motor yang mengekalkan ketinggian pin daya.
Apabila kitaran tugas pwm berubah pada input pengganding optik, pin pemandu motor menukar motor dan mengawal kelajuan motor.
Selepas pwm diberikan kepada motor, pemandu motor biasanya memberikan voltan 12 volt.
Pemandu motor kemudiannya membolehkan motor beroperasi.
Mari perkenalkan algoritma yang kami gunakan dalam pelaksanaan projek peraturan kelajuan motor ini.
Pwm motor disediakan oleh pemasa tunggal.
Konfigurasi pemasa dibuat dan ditetapkan untuk menyediakan pwm.
Apabila motor dihidupkan, ia memutarkan celah yang dipasang pada aci motor.
Celah melalui rongga sensor dan menghasilkan nadi yang rendah.
Pada denyutan rendah, kod bermula dan menunggu celah bergerak.
Setelah celah hilang, sensor memberikan keadaan tinggi dan pemasa mula mengira.
Pemasa memberi kita masa antara dua celah.
Sekarang, apabila nadi rendah lain muncul, pernyataan IF dilaksanakan semula, menunggu kelebihan meningkat seterusnya dan menghentikan pembilang.
Selepas mengira kelajuan, kira perbezaan antara kelajuan dan nilai rujukan sebenar dan berikan pid.
Pid mengira nilai kitaran tugas yang mencapai nilai rujukan pada masa tertentu.
Nilai ini diberikan kepada CCR (
Daftar perbandingan)
Bergantung pada ralat, kelajuan pemasa dikurangkan atau ditingkatkan.
Kod Atollic Truestudio telah dilaksanakan.
Studio STM mungkin perlu dipasang untuk nyahpepijat.
Import projek dalam studio STM dan import pembolehubah yang anda mahu lihat.
Perubahan sedikit adalah pada 2017-11-4xx.
Tukar kekerapan jam dengan tepat kepada fail h pada 168 MHz.
Coretan kod telah disediakan di atas.
Kesimpulannya ialah kelajuan motor dikawal menggunakan PID.
Walau bagaimanapun, lengkung itu bukanlah garis yang licin.
Terdapat banyak sebab untuk ini: walaupun sensor yang disambungkan kepada penapis laluan rendah masih memberikan kecacatan tertentu, ini disebabkan oleh beberapa sebab yang tidak dapat dielakkan untuk perintang tak linear dan peranti elektronik analog, motor tidak boleh berputar dengan lancar pada voltan kecil atau pwm.
Ia menyediakan orang bodoh yang boleh menyebabkan sistem memasukkan nilai yang salah.
Disebabkan kegelisahan, penderia mungkin terlepas beberapa celah yang memberikan nilai yang lebih tinggi, dan sebab utama ralat lain mungkin adalah kekerapan jam teras stm.
Jam teras Stm ialah 168 MHz.
Walaupun masalah ini telah ditangani dalam projek ini, terdapat konsep holistik model ini yang tidak memberikan frekuensi yang tinggi.
Kelajuan gelung terbuka memberikan garis yang sangat lancar dengan hanya beberapa nilai yang tidak dijangka.
PID juga berfungsi dan menyediakan masa kestabilan motor yang sangat rendah.
PID motor telah diuji pada pelbagai voltan yang memastikan kelajuan rujukan tetap.
Perubahan voltan tidak mengubah kelajuan motor, menunjukkan bahawa PID berfungsi.
Berikut ialah beberapa segmen keluaran akhir PID. a)
Gelung tertutup @ 110 rpmb)
Gelung tertutup @ 120 rpmProjek ini tidak dapat disiapkan tanpa bantuan ahli kumpulan saya.
Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada mereka.
Terima kasih kerana menonton projek ini.
Harap dapat membantu anda.
Sila nantikan lebih banyak lagi.
Teruskan keberkatan sebelum itu :)
