Hei alle sammen, jeg er Tahir Ul Haq fra et annet prosjekt.
Denne gangen var det på tide å gjøre MC som ble brukt av 2017-11-407.
Dette er slutten på midtveisprogrammet.
Håper du liker det.
Det krever mange konsepter og teorier, så la det se på det først.
Med fremveksten av datamaskiner og den industrialiserte prosessen har det vært forskning i menneskers historie for å utvikle metoder for å omdefinere prosessen, og enda viktigere, for å bruke maskiner for å kontrollere prosessen autonomt.
Målet er å redusere menneskelig deltakelse i disse prosessene, og dermed redusere feil i disse prosessene.
Derfor ble feltet med \ 'kontrollsystemteknikk \' til.
Kontrollsystemteknikk kan defineres som bruk av forskjellige metoder for å kontrollere arbeidet med prosessen eller vedlikehold av et konstant og foretrukket miljø, enten manuelt eller automatisk.
Et enkelt eksempel er å kontrollere temperaturen i rommet.
Manuell kontroll refererer til tilstedeværelsen av en person som sjekker gjeldende forhold på stedet (sensor)
, med forventninger (behandling)
og iverksetter passende tiltak for å oppnå ønsket verdi (aktuator).
Problemet med denne tilnærmingen er at det ikke er veldig pålitelig fordi man er utsatt for feil eller uaktsomhet på jobben.
I tillegg er et annet problem at hastigheten på prosessen aktuatoren starter ikke alltid er ensartet, noe som betyr at det noen ganger kan være raskere enn den nødvendige hastigheten, og noen ganger kan det være tregt.
Løsningen på dette problemet er å bruke en mikrokontroller for å kontrollere systemet.
I henhold til den gitte spesifikasjonen er mikrokontrolleren programmert for å kontrollere prosessen med å koble til i kretsen (
diskutere senere)
verdien eller tilstanden til, og dermed kontrollere prosessen for å opprettholde ønsket verdi.
Fordelen med denne prosessen er at det ikke er behov for menneskelig inngripen i denne prosessen.
I tillegg er hastigheten på denne prosessen konsistent.
Før vi fortsetter, er det avgjørende å bestemme de forskjellige begrepene på dette tidspunktet: tilbakemeldingskontroll: I dette systemet avhenger inngang på et bestemt tidspunkt av en eller flere variabler, inkludert utgangen fra systemet.
Negativ tilbakemelding: I dette systemet, referanse (input)
som tilbakemelding, trekkes feilen og fasen av inngangen er 180 grader.
Positive tilbakemeldinger: I dette systemet
blir det lagt til referanse (input) feil når tilbakemelding og inngang er i fase.
Feilsignal: Forskjellen mellom ønsket utgang og den faktiske utgangen.
Sensor: En enhet som brukes til å oppdage et visst antall enheter i en krets.
Det plasseres vanligvis i utgangen eller hvor som helst vi ønsker å gjøre noen målinger.
Prosessor: En del av kontrollsystemet som behandles basert på programmeringsalgoritmer.
Det tar noen innspill og produserer litt utgang.
Aktuator: I kontrollsystemet brukes aktuatoren til å utføre hendelser basert på signalet generert av mikrokontrolleren for å påvirke utgangen.
Lukket sløyfesystem: Et system med en eller flere tilbakemeldingssløyfer.
Åpen sløyfesystem: Det er ikke noe system for tilbakemeldingssløyfe.
Stigningstid: Tiden som kreves for at utgangen stiger fra 10% av signalets maksimale amplitude til 90%.
Drop Time: Tiden som kreves for at produksjonen faller fra 90% til 10%.
Toppoverskridelse: Toppoverskridelse er mengden produksjon som overstiger dens stabil tilstandsverdi (
normal under systemets forbigående respons).
Stabil tid: Tiden som kreves for at produksjonen skal nå en stabil tilstand.
Steady-State Feil: Forskjellen mellom den faktiske utgangen og den forventede utgangen når systemet når jevn tilstand. Bildet over viser en veldig forenklet versjon av kontrollsystemet.
Mikrokontrolleren er kjernen i ethvert kontrollsystem.
Dette er en veldig viktig komponent, så den bør velges nøye i henhold til kravene i systemet.
Mikrokontrolleren mottar inngang fra brukeren.
Denne inngangen definerer forholdene som kreves for systemet.
Mikrokontrolleren mottar også inngang fra sensoren.
Sensoren er koblet til utgangen og informasjonen blir ført tilbake til inngangen.
Denne inngangen kan også kalles negativ tilbakemelding.
Negative tilbakemeldinger ble forklart tidligere.
Basert på programmeringen utfører mikroprosessoren forskjellige beregninger og utganger til aktuatoren.
Det utgangsbaserte aktuatorkontrollanlegget prøver å opprettholde disse forholdene.
Et eksempel kan være motordriveren som kjører motoren, der motordriveren er sjåføren og motoren er fabrikken.
Derfor roterer motoren med en gitt hastighet.
Den tilkoblede sensoren leser statusen til den nåværende fabrikken og mater den tilbake til mikrokontrolleren.
Mikrokontrolleren blir sammenlignet igjen og beregnet, så sløyfen gjentas.
Prosessen er repeterende og uendelig, og mikrokontrolleren kan opprettholde de ønskede forholdene.
Her er to hovedmåter å kontrollere hastigheten på DC -motoren)
manuell spenningskontroll: I industrielle anvendelser er hastighetskontrollmekanismen til DC -motoren kritisk.
Noen ganger kan det hende at vi trenger hastigheter som er høyere eller lavere enn normalt.
Derfor trenger vi en effektiv hastighetskontrollmetode.
Å kontrollere forsyningsspenningen er en av de enkleste hastighetskontrollmetodene.
Vi kan endre spenningen for å endre hastigheten. b)
Kontroll PWM ved bruk av PID: En annen mer effektiv måte er å bruke en mikrokontroller.
DC -motoren er koblet til mikrokontrolleren gjennom motordriveren.
Motordriveren er en IC som mottar PWM (
pulsbreddemodulasjon)
-inngang fra mikrokontrolleren og utgangen til DC -motoren i henhold til inngangen. Figur 1.
2: Kapittel 1 i PWM -signal.
INNLEDNING 3 Vurderer PWM -signalet, kan driften av PWM først forklares.
Den består av kontinuerlige pulser i en viss periode.
Tidsperioden er tiden som er brukt på et punkt på å bevege seg på en avstand lik en bølgelengde.
Disse pulser kan bare ha binære verdier (høye eller lave).
Vi har også to andre mengder, pulsbredden og pliktsyklusen.
Pulsbredden er tiden da PWM -utgangen er høy.
Pliktsyklusen er prosentandelen av pulsbredden til tidsperioden.
For resten av tidsperioden er utgangen lav.
Pliktsyklusen kontrollerer direkte hastigheten på motoren.
Hvis DC -motoren gir positiv spenning i løpet av en viss periode, vil den bevege seg med en viss hastighet.
Hvis positiv spenning er gitt i lengre tid, vil hastigheten være større.
Derfor kan pliktsyklusen til PWM endres ved å endre pulsbredden.
Ved å endre pliktsyklusen til DC -motoren, kan motorens hastighet endres.
Hastighetskontroll for DC -motoriske problemer: Problemet med den første hastighetskontrollmetoden er at spenningen kan endres over tid.
Disse endringene betyr ujevn hastighet.
Derfor er den første metoden uønsket.
Løsning: Vi bruker den andre metoden for å kontrollere hastigheten.
Vi bruker PID -algoritmen for å supplere den andre metoden.
PID representerer det proporsjonale integrerte derivatet.
I PID -algoritmen måles strømhastigheten på motoren og sammenlignes med ønsket hastighet.
Denne feilen brukes til komplekse beregninger for å endre pliktsyklusen til motoren i henhold til tid.
Det er denne prosessen i hver syklus.
Hvis hastigheten overstiger ønsket hastighet, reduseres pliktsyklusen og pliktsyklusen øker hvis hastigheten er lavere enn ønsket hastighet.
Denne justeringen er ikke gjort før den beste hastigheten er nådd.
Kontroller og kontroller denne hastigheten hele tiden.
Her er systemkomponentene som brukes i dette prosjektet og en kort introduksjon til detaljene i hver komponent.
STM 32F407: Mikrokontroller designet av ST-mikro-seksjonen.
Det fungerer på armbarken. M arkitektur.
Det fører familien med en høy klokkefrekvens på 168 MHz.
Motordriver L298N: Denne IC brukes til å kjøre motoren.
Den har to eksterne innganger.
En fra mikrokontrolleren.
Mikrokontrolleren gir et PWM-signal for det.
Motorhastigheten kan justeres ved å justere pulsbredden.
Den andre inngangen er spenningskilden som trengs for å drive motoren.
DC -motor: DC -motoren kjører på DC strømforsyning.
I dette eksperimentet drives DC -motoren ved hjelp av en fotoelektrisk kobling koblet til motordriveren.
Infrarød sensor: Den infrarøde sensoren er faktisk en infrarød mottaker.
Den sender og mottar infrarøde bølger som kan brukes til å utføre forskjellige oppgaver.
IR Encoder Optical Coupler 4N35: Optisk kobling er en enhet som brukes til å isolere lavspenningsdelen av kretsen og høyspenningsdelen.
Som navnet tilsier, fungerer det på grunnlag av lys.
Når lavspenningsdelen får signalet, strømmer strømmen i høyspenningsdelen.
Systemet er et hastighetskontrollsystem.
Som nevnt tidligere implementeres systemet ved bruk av PID av proporsjonalt integral og derivat.
Hastighetskontrollsystemet har ovennevnte komponenter.
Den første delen er hastighetssensoren.
Hastighetssensoren er en infrarød sender og mottakerkrets.
Når faststoffet passerer gjennom den U-formede spalten, kommer sensoren inn i en lav tilstand.
Normalt er det i høy tilstand.
Sensorutgangen er koblet til et lavpassfilter for å eliminere dempningen forårsaket av forbigående generert når tilstanden til sensoren endres.
Lavpassfilteret består av motstander og kondensatorer.
Verdiene ble valgt etter behov.
Kondensatoren som brukes er 1100NF og motstanden som brukes er omtrent 25 ohm.
Lavpassfilteret eliminerer unødvendige forbigående forhold som kan føre til ytterligere avlesninger og søppelverdier.
Lavpassfilteret sendes deretter ut gjennom kondensatoren til den digitale pinnen til STM-mikrokontrolleren.
Den andre delen er motoren som er kontrollert av PWM levert av STM mikrokontroller.
Denne innstillingen er utstyrt med elektrisk isolasjon ved bruk av den optiske koblingen IC.
Den optiske koblingen inkluderer en LED som avgir lys i IC-pakken, og når en høy puls er gitt ved inngangsterminalen, kortslutter den utgangsterminalen.
Inngangsterminalen gir PWM gjennom en motstand som begrenser strømmen til LED koblet til den optiske koblingen.
En rullegardinmotstand er koblet ved utgangen slik at når terminalen er kortsluttet, genereres spenningen ved rullegardinmotstanden og pinnen koblet til terminalen på motstanden mottar en høy tilstand.
Utgangen fra den fotoelektriske koblingen er koblet til IN1 til motordriveren IC som opprettholder høyden på enable -pinnen.
Når PWM -pliktsyklusen endres ved den optiske koblingsinngangen, bytter motoren driver -pinnen motoren og kontrollerer motorens hastighet.
Etter PWM som er gitt til motoren, gir motordriveren vanligvis en spenning på 12 volt.
Motordriveren gjør det mulig for motoren å operere.
La oss introdusere algoritmen vi brukte i implementeringen av dette motorhastighetsreguleringsprosjektet.
PWM for motoren er levert av en enkelt tidtaker.
Konfigurasjonen av tidtakeren er laget og settes til å gi PWM.
Når motoren starter, roterer den spalten festet til motorakselen.
Spalten passerer gjennom sensorhulen og produserer en lav puls.
Ved lave pulser starter koden og venter på at spalten skal bevege seg.
Når spalten forsvinner, gir sensoren en høy tilstand og tidtakeren begynner å telle.
Timeren gir oss tiden mellom de to spaltene.
Når en annen lav puls dukker opp, henrettes IF -uttalelsen igjen, og venter på neste stigende kant og stopper disken.
Etter å ha beregnet hastigheten, beregner du forskjellen mellom hastigheten og den faktiske referanseverdien og gir PID.
PID beregner pliktsyklusverdien som når referanseverdien i et gitt øyeblikk.
Denne verdien er gitt til CCR (
sammenligningsregister)
Avhengig av feilen reduseres eller øker hastigheten.
Atollic Truestudio -koden er implementert.
STM Studio må kanskje installeres for feilsøking.
Importer prosjektet i STM Studio og importer variablene du vil se.
Den svake endringen er på 2017-11-4xx.
Endre klokkefrekvensen nøyaktig til en H -fil ved 168 MHz.
Kodebiten er gitt ovenfor.
Konklusjonen er at motorens hastighet styres ved hjelp av PID.
Imidlertid er kurven ikke akkurat en jevn linje.
Det er mange grunner til dette: Selv om sensoren koblet til lavpassfilteret fremdeles gir visse feil, skyldes disse noen uunngåelige årsaker til ikke-lineære motstander og analoge elektroniske enheter, kan ikke motoren rotere jevnt ved liten spenning eller PWM.
Det gir drittsekker som kan føre til at systemet legger inn en viss feil verdi.
På grunn av jitter, kan sensoren gå glipp av noe spalte som gir en høyere verdi, og hovedårsaken til en annen feil kan være kjernemålfrekvensen til STM.
Kjerneklokken til STM er 168 MHz.
Selv om dette problemet ble adressert i dette prosjektet, er det et helhetlig begrep om denne modellen som ikke gir en så høy frekvens.
Open sløyfehastigheten gir en veldig jevn linje med bare noen få uventede verdier.
PID fungerer også og gir veldig lav motorstabilitetstid.
Motor PID ble testet ved forskjellige spenninger som holdt referansehastigheten konstant.
Spenningsendringen endrer ikke motorens hastighet, noe som indikerer at PID fungerer.
Her er noen segmenter av den endelige utgangen til PID. a)
Lukket sløyfe @ 110 RPMB)
Lukket sløyfe @ 120 RPMTHIS -prosjektet kunne ikke fullføres uten hjelp fra gruppemedlemmene mine.
Jeg vil takke dem.
Takk for at du så på dette prosjektet.
Håper å hjelpe deg.
Vennligst ser frem til mer.
Fortsett velsignelse før det :)
