Pozdravljeni vsi, jaz sem Tahir ul Haq iz drugega projekta.
Tokrat je bil čas za MC, ki je bil uporabljen do 2017-11-407.
To je konec vmesnega programa.
Upam, da vam je všeč.
Zahteva veliko konceptov in teorij, zato naj si najprej pogledate.
Z nastankom računalnikov in industrializiranega procesa so v zgodovini človeških bitij raziskave, da bi razvili metode za na novo opredelitev procesa, in še pomembneje, za uporabo strojev za samostojno nadzorovanje procesa.
Cilj je zmanjšati udeležbo na ljudeh v teh procesih in tako zmanjšati napake v teh procesih.
Zato je nastalo polje \ 'nadzornega inženiringa \'.
Kontrolni sistem inženiringa je mogoče opredeliti kot uporabo različnih metod za nadzor dela postopka ali vzdrževanja stalnega in prednostnim okoljem, bodisi ročnim ali samodejnim.
Preprost primer je nadzor temperature prostora.
Ročni nadzor se nanaša na prisotnost osebe, ki preverja trenutne pogoje na mestu (senzor)
s pričakovanji (obdelava)
in ustrezno ukrepa za pridobitev želene vrednosti (aktuator).
Težava tega pristopa je, da ni zelo zanesljiv, ker je eden nagnjen k napakam ali malomarnosti pri delu.
Poleg tega je druga težava, da hitrost postopka, ki ga začne aktuator, ni vedno enakomerna, kar pomeni, da je včasih lahko hitrejša od potrebne hitrosti, včasih pa je lahko počasna.
Rešitev tega problema je uporaba mikro krmilnika za nadzor sistema.
V skladu z dano specifikacijo je mikro-krmilnik programiran za nadzor procesa povezovanja v vezju (
razpravljajte o tem)
vrednosti ali pogoju in s tem nadzoruje postopek za ohranitev želene vrednosti.
Prednost tega procesa je, da v tem procesu ni potrebe po človeškem posredovanju.
Poleg tega je hitrost tega procesa dosledna.
Preden nadaljujemo, je ključno določiti različne izraze na tej točki: Nadzor povratnih informacij: V tem sistemu je vhod v določenem času odvisen od ene ali več spremenljivk, vključno z izhodom sistema.
Negativne povratne informacije: V tem sistemu se referenca (vhod)
kot povratna informacija odšteje napako in faza vhoda je 180 stopinj.
Pozitivne povratne informacije: V tem sistemu se referenčne (vhodne)
napake dodajo, ko so povratne informacije in vhod v fazi.
Signal napake: razlika med želenim izhodom in dejanskim izhodom.
Senzor: naprava, ki se uporablja za zaznavanje določenega števila naprav v vezju.
Običajno je nameščen v izhodu ali kjer koli želimo narediti nekaj meritev.
Procesor: del nadzornega sistema, ki se obdela na podlagi algoritmov programiranja.
Potrebno je nekaj vhoda in ustvari nekaj izhoda.
Aktuator: V nadzornem sistemu se aktuator uporablja za izvajanje dogodkov na podlagi signala, ki ga ustvari mikro-krmilnik, da vpliva na izhod.
Sistem zaprte zanke: sistem z enim ali več povratnimi zankami.
Odprti sistem zanke: Ni sistema za povratno zanko.
Čas vzpona: potreben čas, da se izhod dvigne z 10% največje amplitude signala na 90%.
Čas padca: potreben čas, da se proizvodnja zmanjša z 90% na 10%.
Najvišja pretiravanje: Vrhunska prekomerna je količina izhoda, ki presega njegovo stacionarno vrednost (
normalno med prehodnim odzivom v sistemu).
Stabilen čas: čas, potreben za izhod, doseže stabilno stanje.
Napaka v stanju dinamičnega ravnovesja: razlika med dejanskim izhodom in pričakovanim izhodom, ko sistem doseže stacionarno stanje. Zgornja slika prikazuje zelo poenostavljeno različico krmilnega sistema.
Mikro-krmilnik je jedro katerega koli krmilnega sistema.
To je zelo pomembna sestavina, zato jo je treba skrbno izbrati v skladu z zahtevami sistema.
Mikro-krmilnik prejme vnos od uporabnika.
Ta vhod določa pogoje, potrebne za sistem.
Mikro-krmilnik prejme tudi vhod od senzorja.
Senzor je povezan z izhodom in njegove informacije se nanašajo nazaj na vhod.
Ta vhod lahko imenujemo tudi negativne povratne informacije.
Negativne povratne informacije so bile razložene prej.
Na podlagi svojega programiranja mikroprocesor izvaja različne izračune in izhode v aktuator.
Izhodni nadzor nad izvajalskim upravljalnikom poskuša vzdrževati te pogoje.
Primer je lahko gonilnik motorja, ki poganja motor, kjer je gonilnik motorja gonilnik, motor pa tovarna.
Zato se motor vrti z določeno hitrostjo.
Povezani senzor prebere stanje trenutne tovarne in ga napaja nazaj na mikro krmilnik.
Mikro-krmilnik se ponovno primerja in izračuna, zato se zanka ponovi.
Postopek je ponavljajoč in neskončen, mikrokontroler pa lahko ohrani želene pogoje.
Tu sta dva glavna načina za nadzor hitrosti motorja DC)
Ročni nadzor napetosti: V industrijskih aplikacijah je kritičen mehanizem za nadzor hitrosti DC motorja.
Včasih bomo morda potrebovali hitrosti, ki so višje ali nižje od običajnih.
Zato potrebujemo učinkovito metodo nadzora hitrosti.
Nadzor napajalne napetosti je ena najpreprostejših metod krmiljenja hitrosti.
Lahko spremenimo napetost, da spremenimo hitrost. b)
Nadzor PWM z uporabo PID: Drug učinkovitejši način je uporaba mikro krmilnika.
Motor DC je povezan z mikro krmilnikom skozi gonilnik motorja.
Gonilnik motorja je vhod PWM, ki sprejema IC (
modulacijo širine impulzne širine)
iz mikro krmilnika in izhod v DC motor glede na vhod. Slika 1.
2: Poglavje 1 signala PWM.
Uvod 3 Glede na signal PWM je mogoče najprej razložiti delovanje PWM.
Za določeno obdobje je sestavljen iz neprekinjenih impulzov.
Časovno obdobje je čas, porabljen s točko, ki se premika na razdalji, ki je enaka valovni dolžini.
Ti impulzi imajo lahko le binarne vrednosti (visoke ali nizke).
Imamo tudi še dve količini, širino impulza in delovni cikel.
Širina impulza je čas, ko je izhod PWM visok.
Delovni cikel je odstotek širine impulza do časovnega obdobja.
Za preostalo časovno obdobje je izhod nizek.
Delovni cikel neposredno nadzoruje hitrost motorja.
Če motor DC v določenem času zagotavlja pozitivno napetost, se bo z določeno hitrostjo premikal.
Če je pozitivna napetost zagotovljena daljše časovno obdobje, bo hitrost večja.
Zato lahko delovni cikel PWM spremenimo s spreminjanjem širine impulza.
S spreminjanjem delovnega cikla DC motorja lahko hitrost motorja spremenite.
Nadzor hitrosti za težave z motorjem DC: Težava z metodo prvega nadzora hitrosti je, da se napetost lahko sčasoma spremeni.
Te spremembe pomenijo neenakomerno hitrost.
Zato je prva metoda nezaželena.
Rešitev: Za nadzor hitrosti uporabljamo drugo metodo.
Za dopolnitev druge metode uporabljamo algoritem PID.
PID predstavlja proporcionalno integralno derivat.
V algoritmu PID se meri trenutna hitrost motorja in primerja z želeno hitrostjo.
Ta napaka se uporablja za zapletene izračune za spremembo delovnega cikla motorja glede na čas.
V vsakem ciklu je ta postopek.
Če hitrost presega želeno hitrost, se delovni cikel zmanjša in delovni cikel poveča, če je hitrost nižja od želene hitrosti.
Ta prilagoditev ni izvedena, dokler ni dosežena najboljša hitrost.
Nenehno preverjajte in nadzirajo to hitrost.
Tu so sistemske komponente, uporabljene v tem projektu, in kratek uvod v podrobnosti vsake komponente.
STM 32F407: Micro-Controller, ki ga je zasnoval ST Micro Section.
Deluje na roki. M Arhitektura.
Vodi svojo družino z visoko frekvenco 168 MHz.
Gonilnik motorja L298N: Ta IC se uporablja za zagon motorja.
Ima dva zunanja vhoda.
Ena iz mikro krmilnika.
Mikro-krmilnik zagotavlja signal PWM zanj.
Hitrost motorja lahko nastavite s prilagajanjem širine impulza.
Njen drugi vhod je napetostni vir, potreben za pogon motorja.
DC motor: DC motor deluje na napajanju DC.
V tem poskusu se DC motor deluje s pomočjo fotoelektrične sklopke, povezane z gonilnikom motorja.
Infrardeči senzor: Infrardeči senzor je pravzaprav infrardeči oddajnik.
Pošilja in sprejema infrardeče valove, ki jih je mogoče uporabiti za izvajanje različnih nalog.
IR Encoder Optični spojnik 4N35: Optični spojnik je naprava, ki se uporablja za izolacijo nizkonapetostnega dela vezja in visokega napetostnega dela.
Kot že ime pove, deluje na podlagi svetlobe.
Ko nizkonapetostni del dobi signal, tok teče v visokonapetostni del.
Sistem je sistem za nadzor hitrosti.
Kot smo že omenili, se sistem izvaja z uporabo PID proporcionalnega integralnega in derivata.
Sistem za nadzor hitrosti ima zgornje komponente.
Prvi del je senzor hitrosti.
Senzor hitrosti je infrardeči oddajnik in sprejemni vezje.
Ko trdna reža prehaja skozi režo v obliki črke U, senzor vstopi v nizko stanje.
Običajno je v visokem stanju.
Izhod senzorja je priključen na nizkoprepustni filter, da se odpravi slabljenje, ki ga povzroči prehodna ustvarjena, ko se stanje senzorja spremeni.
Filter z nizkim prehodom je sestavljen iz uporov in kondenzatorjev.
Vrednosti so bile izbrane po potrebi.
Uporabljeni kondenzator je 1100NF, uporabljeni upor pa približno 25 ohmov.
Filter z nizkim prehodom odpravlja nepotrebne prehodne pogoje, ki lahko povzročijo dodatne odčitke in vrednosti smeti.
Filter z nizkim prehodom se nato skozi kondenzator oddaja do vhodnega digitalnega zatiča mikro-krmilnika STM.
Drugi del je motor, ki ga nadzoruje PWM, ki ga ponuja STM Micro-Controller.
Ta nastavitev je bila opremljena z električno izolacijo z uporabo optičnega spojka IC.
Optični spenjač vključuje LED, ki oddaja svetlobo znotraj paketa IC, in ko je na vhodnem terminalu podan visok impulz, je izhodni terminal kratek stik.
Vhodni terminal daje PWM skozi upor, ki omejuje tok LED, priključen na optično spojko.
Na izhodu je priključen spustni upor, tako da se pri spustnem uporu, ko je terminal na kratkem stiku, nastane napetost in zatič, priključen na terminal na uporu, prejme visoko stanje.
Izhod fotoelektričnega spenjača je povezan z IN1 IC motorja, ki vzdržuje višino zatiča Omogoči.
Ko se delovni cikel PWM spremeni na vhodu optičnega spojca, gonilnik motorja preklopi motor in nadzoruje hitrost motorja.
Po PWM, ki je bil predložen motorju, gonilnik motorja običajno zagotavlja napetost 12 voltov.
Gonilnik motorja nato omogoča motorju.
Naj predstavim algoritem, ki smo ga uporabili pri izvajanju tega projekta regulacije motorične hitrosti.
PWM motorja zagotavlja en sam časovnik.
Konfiguracija časovnika je narejena in nastavljena za zagotavljanje PWM.
Ko se motor zažene, vrti režo, pritrjeno na gred motorja.
Reza prehaja skozi senzorsko votlino in proizvaja nizki impulz.
Pri nizkih impulzi se koda začne in čaka, da se reza premika.
Ko reza izgine, senzor zagotavlja visoko stanje in časovnik začne šteti.
Timer nam daje čas med obema režo.
Zdaj, ko se pojavi še en nizki impulz, se izjava IF ponovno izvede, čaka na naslednji naraščajoči rob in ustavi pult.
Po izračunu hitrosti izračunajte razliko med hitrostjo in dejansko referenčno vrednostjo in dajte PID.
PID izračuna vrednost delovnega cikla, ki v določenem trenutku doseže referenčno vrednost.
Ta vrednost je na voljo CCR (
primerjalni register)
, odvisno od napake se hitrost časovnika zmanjša ali poveča.
Atollic Truestudio koda je bila izvedena.
STM Studio bo morda treba namestiti za odpravljanje napak.
Uvozi projekt v studio STM in uvozite spremenljivke, ki si jih želite ogledati.
Rahla sprememba je na 2017-11-4xx.
Spremenite frekvenco točno v datoteko H pri 168 MHz.
Odrez kode je naveden zgoraj.
Zaključek je, da se hitrost motorja nadzira s pomočjo PID.
Vendar krivulja ni ravno gladka črta.
Razlogov za to je veliko: Čeprav senzor, povezan s filtrom z nizkim prehodom, še vedno zagotavlja določene pomanjkljivosti, so to posledica nekaterih neizogibnih razlogov za nelinearne upore in analogne elektronske naprave, motor se ne more gladko vrteti pri majhni napetosti ali PWM.
Omogoča kretenje, ki lahko povzroči, da sistem vnese neko napačno vrednost.
Zaradi tresenja lahko senzor zgreši nekaj reže, ki zagotavlja višjo vrednost, glavni razlog za drugo napako pa je lahko osrednja frekvenca ure STM.
Osrednja ura STM je 168 MHz.
Čeprav je bil ta problem obravnavan v tem projektu, obstaja celostni koncept tega modela, ki ne zagotavlja tako visoke frekvence.
Hitrost odprte zanke zagotavlja zelo gladko črto z le nekaj nepričakovanimi vrednostmi.
PID deluje tudi in zagotavlja zelo nizko čas stabilnosti motorja.
Motorni PID je bil testiran pri različnih napetostih, ki so ohranile konstantno referenčno hitrost.
Sprememba napetosti ne spremeni hitrosti motorja, kar kaže, da PID deluje.
Tu je nekaj segmentov končnega izhoda PID. A)
Zaprta zanka @ 110 RPMB)
zaprta zanka @ Projekt 120 RPMThis ni bilo mogoče dokončati brez pomoči članov moje skupine.
Želim se jim zahvaliti.
Hvala za ogled tega projekta.
Upam, da vam bom pomagal.
Prosimo, veselimo se še več.
Pred tem naj bo blagoslov :)
