Всем привет, я Тахир Уль Хак из другого проекта.
На этот раз пришло время сделать MC, который использовался к 2017-11-407.
Это конец среднесрочной программы.
Надеюсь, тебе понравится.
Это требует много концепций и теорий, поэтому сначала давайте посмотрим на это.
С появлением компьютеров и промышленно развитого процесса были проведены исследования в истории людей для разработки методов переопределения процесса и, что более важно, для использования машин для управления процессом автономно.
Цель состоит в том, чтобы уменьшить участие человека в этих процессах, что уменьшило ошибки в этих процессах.
Следовательно, поля \ 'Система управления инженерией \' возникла.
Инженерная система управления может быть определена как использование различных методов для управления работой процесса или поддержания постоянной и предпочтительной среды, будь то ручная или автоматическая.
Простой пример - контролировать температуру комнаты.
Ручное управление относится к наличию человека, который проверяет текущие условия на месте (датчик)
, с ожиданиями (обработка)
и предпринимает соответствующие действия для получения желаемого значения (привод).
Проблема с таким подходом заключается в том, что он не очень надежен, потому что человек склонен к ошибкам или халатности на работе.
Кроме того, другая проблема заключается в том, что скорость процесса, который начинает привод, не всегда равномерен, что означает, что иногда он может быть быстрее, чем требуемая скорость, а иногда и может быть медленным.
Решением этой проблемы является использование микроконтроллера для управления системой.
Согласно данной спецификации, микроконтроллер запрограммирован для управления процессом подключения в схеме (
обсудить позже)
значение или условие, тем самым контролируя процесс для поддержания желаемого значения.
Преимущество этого процесса заключается в том, что в этом процессе нет необходимости в вмешательстве человека.
Кроме того, скорость этого процесса является последовательной.
Прежде чем мы продолжим, крайне важно определить различные термины на этом этапе: Управление обратной связи: в этой системе вход в определенное время зависит от одной или нескольких переменных, включая выход системы.
Отрицательная обратная связь: В этой системе ссылка (вход)
В качестве обратной связи вычитается ошибка, а фаза ввода составляет 180 градусов.
Положительная обратная связь: В этой системе
ошибки ссылки (вход) добавляются, когда обратная связь и вход находятся в фазе.
Сигнал ошибки: разница между желаемым выходом и фактическим выводом.
Датчик: устройство, используемое для обнаружения определенного количества устройств в цепи.
Обычно он помещается в выход или везде, где мы хотим провести некоторые измерения.
Процессор: часть системы управления, которая обрабатывается на основе алгоритмов программирования.
Это требует некоторого ввода и производит некоторые выходные данные.
Привод: В системе управления привод используется для выполнения событий на основе сигнала, генерируемого микроконтроллером, для влияния на выход.
Система с замкнутым контуром: система с одной или несколькими петлями обратной связи.
Система открытых циклов: нет системы для обратной связи.
Время роста: время, необходимое для увеличения результатов с 10% от максимальной амплитуды сигнала до 90%.
Время падения: время, необходимое для того, чтобы выходной объем упал с 90% до 10%.
Пиковое превышение: пиковое превышение - это объем выхода, превышающий его устойчивое значение (
нормальное во время переходного отклика системы).
Стабильное время: время, необходимое для того, чтобы вывод достигли стабильного состояния.
Устойчивая ошибка: разница между фактическим выходом и ожидаемым выходом, как только система достигает стационарного состояния. На рисунке выше показана очень упрощенная версия системы управления.
Микроконтроллер является ядром любой системы управления.
Это очень важный компонент, поэтому он должен быть тщательно выбран в соответствии с требованиями системы.
Микроконтроллер получает ввод от пользователя.
Этот вход определяет условия, необходимые для системы.
Микроконтроллер также получает вход от датчика.
Датчик подключен к выходу, а его информация возвращается к входу.
Этот вход также можно назвать отрицательной обратной связью.
Отрицательная обратная связь была объяснена ранее.
Основываясь на своем программировании, микропроцессор выполняет различные вычисления и выходы на привод.
На основе вывода установка управления приводом пытается поддерживать эти условия.
Примером может быть драйвер двигателя, управляющий двигателем, где водитель двигателя является драйвером, а двигатель - завод.
Следовательно, двигатель вращается с заданной скоростью.
Подключенный датчик считывает состояние текущей заводской фабрики и подает его обратно к микроконтроллеру.
Микроконтроллер снова сравнивается и рассчитывается, поэтому петля повторяется.
Процесс повторяется и бесконечно, а микроконтроллер может поддерживать желаемые условия.
Вот два основных способа управления скоростью двигателя постоянного тока)
ручной контроль напряжения: в промышленных применениях механизм управления скоростью двигателя постоянного тока является критическим.
Иногда нам могут понадобиться скорость, которые выше или ниже, чем обычно.
Поэтому нам нужен эффективный метод управления скоростью.
Управление напряжением питания является одним из самых простых методов управления скоростью.
Мы можем изменить напряжение, чтобы изменить скорость. б)
Управление ШИМ с использованием PID: еще один более эффективный способ-использовать микроконтроллер.
Двигатель постоянного тока подключен к микроконтроллеру через драйвер двигателя.
Драйвер двигателя представляет собой IC -приемный шаблон (
модуляция ширины импульса)
от микроконтроллера и вывод в двигатель постоянного тока в соответствии с входом. Рисунок 1.
2: Глава 1 сигнала ШИМ.
Введение 3 Учитывая сигнал ШИМ, операция ШИМ может быть объяснена в первую очередь.
Он состоит из непрерывных импульсов в течение определенного периода времени.
Период времени - это время, проведенное точкой на расстоянии, равное длине волны.
Эти импульсы могут иметь только бинарные значения (высокие или низкие).
У нас также есть два других количества, ширина импульса и рабочее цикл.
Ширина импульса - это время, когда выходной сигнал высок.
Рабочее цикл - это процент ширины импульса до периода времени.
В оставшуюся часть времени выходной сигнал низкий.
Рабочий цикл непосредственно контролирует скорость двигателя.
Если двигатель постоянного тока обеспечивает положительное напряжение в течение определенного периода времени, он будет двигаться с определенной скоростью.
Если положительное напряжение обеспечивается в течение более длительного периода времени, скорость будет больше.
Следовательно, рабочий цикл ШИМ может быть изменен путем изменения ширины импульса.
Изменив рабочий цикл двигателя постоянного тока, скорость двигателя может быть изменена.
Управление скоростью для задач двигателя постоянного тока: проблема с первым методом управления скоростью заключается в том, что напряжение может измениться с течением времени.
Эти изменения означают неровную скорость.
Следовательно, первый метод нежелательный.
Решение: мы используем второй метод для управления скоростью.
Мы используем алгоритм PID, чтобы дополнить второй метод.
PID представляет пропорциональную интегральную производную.
В алгоритме PID тока скорости двигателя измеряется и сравнивается с желаемой скоростью.
Эта ошибка используется для сложных расчетов для изменения рабочего цикла двигателя в соответствии с временем.
В каждом цикле есть этот процесс.
Если скорость превышает желаемую скорость, рабочее цикл уменьшается, а рабочее цикл увеличивается, если скорость ниже желаемой скорости.
Эта корректировка не сделана до достижения наилучшей скорости.
Постоянно проверяйте и контролируйте эту скорость.
Вот компоненты системы, используемые в этом проекте, и краткое введение в детали каждого компонента.
STM 32F407: микроконтроллер, разработанный ST Micro-Section.
Он работает на коре руки. М архитектура.
Он ведет свою семью с высокой тактовой частотой 168 МГц.
Драйвер двигателя L298N: этот IC используется для запуска двигателя.
Он имеет два внешних входа.
Один из микроконтроллера.
Микроконтроллер предоставляет для него сигнал ШИМ.
Скорость двигателя может быть отрегулирована путем регулировки ширины импульса.
Его второй вход - источник напряжения, необходимый для привода двигателя.
Двигатель постоянного тока: двигатель постоянного тока работает на источнике питания DC.
В этом эксперименте двигатель постоянного тока работает с использованием фотоэлектрической связи, подключенной к драйверу двигателя.
Инфракрасный датчик: инфракрасный датчик на самом деле является инфракрасным трансивером.
Он отправляет и получает инфракрасные волны, которые можно использовать для выполнения различных задач.
Оптическое соединитель IR Encoder 4N35: Оптическое соединение - это устройство, используемое для выделения низкой части схемы и детали высокого напряжения.
Как следует из названия, оно работает на основе света.
Когда часть низкого напряжения получает сигнал, ток течет в части высокого напряжения.
Система представляет собой систему управления скоростью.
Как упоминалось ранее, система реализована с использованием PID пропорционального интегрального и производного.
Система управления скоростью имеет вышеуказанные компоненты.
Первая часть - датчик скорости.
Датчик скорости представляет собой инфракрасный передатчик и схема приемника.
Когда твердое вещество проходит через U-образную щель, датчик входит в низкое состояние.
Обычно это в высоком состоянии.
Выход датчика подключен к фильтру с низким проходом, чтобы устранить затухание, вызванное переходным процессом, генерируемым при изменении состояния датчика.
Фильтр низкого частота состоит из резисторов и конденсаторов.
Значения были выбраны по мере необходимости.
Используемый конденсатор составляет 1100 НФ, а используемое сопротивление составляет около 25 Ом.
Фильтр низкочастотного фильтра устраняет ненужные временные условия, которые могут привести к дополнительным показаниям и значениям мусора.
Фильтр низкого частота затем выводит через конденсатор на входной цифровой контакт микроконтроллера STM.
Другая часть-двигатель, управляемый ШИМ, предоставляемый микроконтроллером STM.
Эта настройка была предоставлена электрической изоляцией с использованием оптического соединительного IC.
Оптическое соединение включает в себя светодиод, который излучает свет в пакете IC, и когда на входном терминале приведен высокий импульс, он коротко зажигал выходной терминал.
Входная клемма дает ШИМ через резистор, который ограничивает ток светодиода, подключенного к оптической связке.
Выпадающий резистор подключен на выходе, так что, когда клемм короткоцированная, напряжение генерируется в раскрывающемся резисторе, а штифт, соединенный с клеммой на резисторе, получает высокое состояние.
Выход фотоэлектрического соединителя подключен к IN -IC Драйвера двигателя, который поддерживает высоту включенного штифта.
Когда рабочее цикл ШИМ изменяется на входе оптического соединения, штифт драйвера двигателя переключает двигатель и управляет скоростью двигателя.
После того, как ШИМ, предоставленный двигателю, драйвер двигателя обычно обеспечивает напряжение 12 вольт.
Затем драйвер двигателя позволяет работать двигатель.
Пусть введет алгоритм, который мы использовали в реализации этого проекта регулирования скорости двигателя.
ШИМ двигателя обеспечивается одним таймером.
Конфигурация таймера сделана и установлена для обеспечения PWM.
Когда двигатель запускается, он поворачивает щель, прикрепленную к валу двигателя.
SLIT проходит через полость датчика и производит низкий импульс.
При низких импульсах код запускается и ждет, пока щель перемещения.
Как только щель исчезнет, датчик обеспечивает высокое состояние, и таймер начинает считать.
Таймер дает нам время между двумя щелью.
Теперь, когда появляется еще один низкий импульс, оператор IF снова выполняется, ожидая следующего восходящего края и останавливая счетчик.
После расчета скорости рассчитайте разницу между скоростью и фактическим эталонным значением и дайте PID.
PID вычисляет значение рабочего цикла, которое достигает эталонного значения в данный момент.
Это значение предоставляется CCR (
Регистр сравнения)
в зависимости от ошибки, скорость таймера уменьшается или увеличивается.
Атоллический код Truestudio был реализован.
STM Studio, возможно, потребуется установить для отладки.
Импортируйте проект в Stm Studio и импортируйте переменные, которые вы хотите просмотреть.
Небольшое изменение в 2017-11-4XX.
Измените частоту тактовой частоты точно на H -файл при 168 МГц.
Ускорение кода была предоставлена выше.
Вывод заключается в том, что скорость двигателя контролируется с использованием PID.
Однако кривая не совсем гладкая линия.
Есть много причин для этого: хотя датчик, подключенный к фильтру с низким частотой, все еще дает определенные дефекты, это связано с некоторыми неизбежными причинами нелинейных резисторов и аналоговых электронных устройств, двигатель не может вращаться плавно при небольшом напряжении или ШИМ.
Он предоставляет придурков, которые могут привести к тому, что система введет некоторую неверную ценность.
Из -за дрожания датчик может пропустить некоторую щель, которая обеспечивает более высокое значение, и основной причиной другой ошибки может быть такточная частота тактовой частоты STM.
Основные часы STM составляют 168 МГц.
Хотя эта проблема была решена в этом проекте, существует целостная концепция этой модели, которая не обеспечивает такую высокую частоту.
Скорость открытой петли обеспечивает очень плавную линию с несколькими неожиданными значениями.
PID также работает и обеспечивает очень низкое время стабильности двигателя.
Мотор ПИД был протестирован при различных напряжениях, которые сохраняли постоянную скорость.
Изменение напряжения не изменяет скорость двигателя, что указывает на то, что PID работает.
Вот несколько сегментов окончательного вывода PID. а)
Закрытый цикл @ 110 об / мин)
закрытый петлей при 120 об / млрд. Проект не может быть завершен без помощи членов моей группы.
Я хочу поблагодарить их.
Спасибо, что просмотрели этот проект.
Надеюсь помочь вам.
Пожалуйста, с нетерпением ждем большего.
Продолжайте благословлять перед этим :)
