Përshëndetje të gjithëve, unë jam tahir ul nga një projekt tjetër.
Këtë herë ishte koha për të bërë MC që u përdor deri në 2017-11-407.
Ky është fundi i programit afatmesëm.
Shpresoj se ju pëlqen.
Kërkon shumë koncepte dhe teori, kështu që le ta shohim së pari.
Me shfaqjen e kompjuterave dhe procesit të industrializuar, ka pasur hulumtime në historinë e qenieve njerëzore për të zhvilluar metoda për të ripërcaktuar procesin, dhe më e rëndësishmja, për të përdorur makina për të kontrolluar procesin në mënyrë autonome.
Qëllimi është të zvogëlohet pjesëmarrja njerëzore në këto procese, duke zvogëluar kështu gabimet në këto procese.
Prandaj, u krijua fusha e inxhinierisë së sistemit të kontrollit \ '.
Inxhinieria e sistemit të kontrollit mund të përcaktohet si përdorimi i metodave të ndryshme për të kontrolluar punën e procesit ose mirëmbajtjen e një mjedisi të vazhdueshëm dhe të preferuar, qoftë manual apo automatik.
Një shembull i thjeshtë është të kontrolloni temperaturën e dhomës.
Kontrolli manual i referohet pranisë së një personi që kontrollon kushtet e tanishme në vend (sensor)
, me pritjet (përpunimin)
dhe të ndërmarrë veprime të përshtatshme për të marrë vlerën e dëshiruar (aktivizuesin).
Problemi me këtë qasje është se nuk është shumë i besueshëm sepse dikush është i prirur për gabim ose neglizhencë në punë.
Përveç kësaj, një problem tjetër është se shkalla e procesit që fillon aktivizuesi nuk është gjithmonë uniforme, që do të thotë se ndonjëherë mund të jetë më i shpejtë se shpejtësia e kërkuar, dhe ndonjëherë mund të jetë e ngadaltë.
Zgjidhja për këtë problem është të përdorni një mikro-kontrollues për të kontrolluar sistemin.
Sipas specifikimit të dhënë, mikro-kontrolluesi është programuar për të kontrolluar procesin e lidhjes në qark (
diskutoni më vonë)
vlerën ose gjendjen e, duke kontrolluar kështu procesin për të ruajtur vlerën e dëshiruar.
Përfitimi i këtij procesi është se nuk ka nevojë për ndërhyrje njerëzore në këtë proces.
Përveç kësaj, shpejtësia e këtij procesi është e qëndrueshme.
Para se të vazhdojmë, është e rëndësishme të përcaktohen termat e ndryshëm në këtë pikë: Kontrolli i feedback -ut: Në këtë sistem, inputi në një kohë të caktuar varet nga një ose më shumë ndryshore, përfshirë prodhimin e sistemit.
Reagime negative: Në këtë sistem, referencë (input)
si reagim, gabimi zbritet dhe faza e hyrjes është 180 gradë.
Reagime pozitive: Në këtë sistem, gabimet e referencës (inputit)
shtohen kur reagimet dhe inputi janë në fazë.
Sinjali i gabimit: Diferenca midis daljes së dëshiruar dhe daljes aktuale.
Sensori: Një pajisje e përdorur për të zbuluar një numër të caktuar pajisjesh në një qark.
Zakonisht vendoset në dalje ose kudo që duam të bëjmë disa matje.
Procesori: Një pjesë e sistemit të kontrollit që përpunohet bazuar në algoritmet e programimit.
Ajo merr disa hyrje dhe prodhon disa dalje.
Aktivizuesi: Në sistemin e kontrollit, aktivizuesi përdoret për të kryer ngjarje bazuar në sinjalin e gjeneruar nga mikro-kontrolluesi për të ndikuar në dalje.
Sistemi me lak të mbyllur: Një sistem me një ose më shumë sythe feedback.
Sistemi i Lakut të Hapur: Nuk ka asnjë sistem për lakin e feedback -ut.
Koha e rritjes: Koha e nevojshme që prodhimi të rritet nga 10% e amplituda maksimale e sinjalit në 90%.
Koha e rënies: Koha e kërkuar që prodhimi të bjerë nga 90% në 10%.
Mbingarkimi i pikut: Mbingarkimi i pikut është sasia e prodhimit që tejkalon vlerën e tij të qëndrueshme të gjendjes (
normale gjatë përgjigjes kalimtare të sistemit).
Koha e qëndrueshme: Koha e nevojshme për daljen për të arritur një gjendje të qëndrueshme.
Gabim në gjendje të qëndrueshme: Dallimi midis daljes aktuale dhe daljes së pritshme pasi sistemi të arrijë në gjendje të qëndrueshme. Fotografia e mësipërme tregon një version shumë të thjeshtuar të sistemit të kontrollit.
Mikro-kontrolluesi është thelbi i çdo sistemi kontrolli.
Ky është një komponent shumë i rëndësishëm, kështu që duhet të zgjidhet me kujdes sipas kërkesave të sistemit.
Mikro-kontrolluesi merr input nga përdoruesi.
Kjo input përcakton kushtet e kërkuara për sistemin.
Mikro-kontrolluesi gjithashtu merr input nga sensori.
Sensori është i lidhur me daljen dhe informacioni i tij kthehet përsëri në input.
Kjo input mund të quhet edhe reagim negativ.
Reagimet negative u shpjeguan më herët.
Bazuar në programimin e tij, mikroprocesori kryen llogaritjet dhe rezultatet e ndryshme tek aktivizuesi.
Fabrika e kontrollit të aktorit të bazuar në dalje përpiqet të ruajë këto kushte.
Një shembull mund të jetë shoferi i motorit që drejton motorin, ku shoferi i motorit është shoferi dhe motori është fabrika.
Prandaj, motori rrotullohet me një shpejtësi të caktuar.
Sensori i lidhur lexon statusin e fabrikës aktuale dhe e ushqen atë përsëri në mikro kontrollues.
Mikro-kontrolluesi është krahasuar përsëri dhe llogaritet, kështu që lak përsëritet.
Procesi është i përsëritur dhe i pafund, dhe mikro-kontrolluesi mund të ruajë kushtet e dëshiruara.
Këtu janë dy mënyra kryesore për të kontrolluar shpejtësinë e motorit DC)
Kontrolli i tensionit manual: Në aplikimet industriale, mekanizmi i kontrollit të shpejtësisë së motorit DC është kritik.
Ndonjëherë mund të na duhen shpejtësi që janë më të larta ose më të ulëta se normale.
Prandaj, ne kemi nevojë për një metodë efektive të kontrollit të shpejtësisë.
Kontrolli i tensionit të furnizimit është një nga metodat më të thjeshta të kontrollit të shpejtësisë.
Ne mund të ndryshojmë tensionin për të ndryshuar shpejtësinë. b)
Kontrolloni PWM duke përdorur PID: Një mënyrë tjetër më efikase është të përdorni një mikro-kontrollues.
Motori DC është i lidhur me mikro kontrolluesin përmes drejtuesit të motorit.
Drejtuesi i motorit është një IC që merr input PWM (
modulim të gjerësisë së pulsit)
nga mikro kontrolluesi dhe dalje në motor DC sipas hyrjes. Figura 1.
2: Kapitulli 1 i sinjalit PWM.
Hyrje 3 Duke marrë parasysh sinjalin PWM, funksionimi i PWM mund të shpjegohet së pari.
Përbëhet nga pulset e vazhdueshme për një periudhë të caktuar kohe.
Periudha kohore është koha e kaluar nga një pikë duke lëvizur në një distancë të barabartë me një gjatësi vale.
Këto pulsione mund të kenë vetëm vlera binare (të larta ose të ulëta).
Ne gjithashtu kemi dy sasi të tjera, gjerësinë e pulsit dhe ciklin e detyrës.
Gjerësia e pulsit është koha kur prodhimi i PWM është i lartë.
Cikli i detyrës është përqindja e gjerësisë së pulsit në periudhën kohore.
Për pjesën tjetër të periudhës kohore, prodhimi është i ulët.
Cikli i detyrës kontrollon drejtpërdrejt shpejtësinë e motorit.
Nëse motori DC siguron tension pozitiv brenda një periudhe kohe të caktuar, ai do të lëvizë me një shpejtësi të caktuar.
Nëse sigurohet tension pozitiv për një periudhë më të gjatë kohore, shpejtësia do të jetë më e madhe.
Prandaj, cikli i detyrës së PWM mund të ndryshohet duke ndryshuar gjerësinë e pulsit.
Duke ndryshuar ciklin e detyrës së motorit DC, shpejtësia e motorit mund të ndryshohet.
Kontrolli i shpejtësisë për problemet e motorit DC: Problemi me metodën e parë të kontrollit të shpejtësisë është se tensioni mund të ndryshojë me kalimin e kohës.
Këto ndryshime nënkuptojnë shpejtësi të pabarabartë.
Prandaj, metoda e parë është e padëshirueshme.
Zgjidhja: Ne përdorim metodën e dytë për të kontrolluar shpejtësinë.
Ne përdorim algoritmin PID për të plotësuar metodën e dytë.
PID paraqet derivatin integral proporcional.
Në algoritmin PID, shpejtësia aktuale e motorit matet dhe krahasohet me shpejtësinë e dëshiruar.
Ky gabim përdoret për llogaritjet komplekse për të ndryshuar ciklin e detyrës së motorit sipas kohës.
Ekziston ky proces në çdo cikël.
Nëse shpejtësia tejkalon shpejtësinë e dëshiruar, cikli i detyrës zvogëlohet dhe cikli i detyrës rritet nëse shpejtësia është më e ulët se shpejtësia e dëshiruar.
Ky rregullim nuk bëhet derisa të arrihet shpejtësia më e mirë.
Kontrolloni vazhdimisht dhe kontrolloni këtë shpejtësi.
Këtu janë përbërësit e sistemit të përdorur në këtë projekt dhe një prezantim i shkurtër i detajeve të secilit komponent.
STM 32F407: Mikro-kontrollues i projektuar nga ST Micro-seksion.
Ajo funksionon në korteksin e krahut. M Arkitektura.
Ajo drejton familjen e saj me një frekuencë të lartë të orës prej 168 MHz.
Shoferi i motorit L298N: Kjo IC përdoret për të drejtuar motorin.
Ka dy hyrje të jashtme.
Një nga mikro kontrolluesi.
Mikro-kontrolluesi siguron një sinjal PWM për të.
Shpejtësia e motorit mund të rregullohet duke rregulluar gjerësinë e pulsit.
Inputi i tij i dytë është burimi i tensionit të nevojshëm për të drejtuar motorin.
DC Motor: Motori DC funksionon me furnizimin me energji DC.
Në këtë eksperiment, motori DC operohet duke përdorur një bashkim fotoelektrik të lidhur me drejtuesin e motorit.
Sensori infra të kuq: Sensori infra të kuq është në të vërtetë një transmetues infra të kuq.
Ajo dërgon dhe merr valë infra të kuqe që mund të përdoren për të kryer detyra të ndryshme.
IR Encoder Optical Coupler 4N35: Bashkues optik është një pajisje që përdoret për të izoluar pjesën e tensionit të ulët të qarkut dhe pjesën e tensionit të lartë.
Siç nënkupton emri, funksionon në bazë të dritës.
Kur pjesa e tensionit të ulët merr sinjalin, rryma rrjedh në pjesën e tensionit të lartë.
Sistemi është një sistem i kontrollit të shpejtësisë.
Siç u përmend më herët, sistemi zbatohet duke përdorur PID të integrimit dhe derivatit proporcional.
Sistemi i kontrollit të shpejtësisë ka përbërësit e mësipërm.
Pjesa e parë është sensori i shpejtësisë.
Sensori i shpejtësisë është një transmetues infra të kuq dhe qark i marrësit.
Kur e ngurta kalon nëpër çarë në formë U, sensori hyn në një gjendje të ulët.
Normalisht është në një gjendje të lartë.
Prodhimi i sensorit është i lidhur me një filtër me kalim të ulët për të eleminuar dobësimin e shkaktuar nga kalimi i gjeneruar kur gjendja e sensorit ndryshon.
Filtri me kalim të ulët përbëhet nga rezistorë dhe kondensatorë.
Vlerat u zgjodhën siç kërkohej.
Kondensatori i përdorur është 1100NF dhe rezistenca e përdorur është rreth 25 ohms.
Filtri me kalim të ulët eliminon kushte kalimtare të panevojshme që mund të rezultojnë në lexime shtesë dhe vlera mbeturinash.
Filtri me kalim të ulët më pas prodhohet përmes kondensatorit në pinin dixhital të hyrjes së mikro-kontrolluesit STM.
Pjesa tjetër është motori i kontrolluar nga PWM i siguruar nga mikro-kontrolluesi STM.
Kjo cilësim është siguruar me izolim elektrik duke përdorur IC -në optike të bashkimit.
Bashkimi optik përfshin një LED që lëshon dritë brenda paketës IC, dhe kur një puls i lartë jepet në terminalin e hyrjes, ai me qarkullimin e shkurtër të terminalit të daljes.
Terminali i hyrjes jep PWM përmes një rezistori që kufizon rrymën e LED të lidhur me bashkuesin optik.
Një rezistencë drop-down është e lidhur në dalje në mënyrë që kur terminali të jetë me qark të shkurtër, tensioni gjenerohet në rezistencën drop-down dhe pin i lidhur me terminalin në rezistencë të marrë një gjendje të lartë.
Prodhimi i bashkuesit fotoelektrik është i lidhur me IN1 të shoferit të motorit IC që ruan lartësinë e pinit të mundshëm.
Kur cikli i detyrës PWM ndryshon në hyrjen e bashkimit optik, pin shoferi i motorit ndërron motorin dhe kontrollon shpejtësinë e motorit.
Pas PWM të dhënë motorit, shoferi i motorit zakonisht siguron një tension prej 12 volt.
Shoferi i motorit më pas mundëson që motori të funksionojë.
Le të prezantojmë algoritmin që kemi përdorur në zbatimin e këtij projekti të rregullimit të shpejtësisë motorike.
PWM e motorit sigurohet nga një kohëmatës i vetëm.
Konfigurimi i timerit është bërë dhe vendosur për të siguruar PWM.
Kur të fillojë motori, rrotullohet çarë e bashkangjitur në boshtin e motorit.
Pjella kalon nëpër zgavrën e sensorit dhe prodhon një puls të ulët.
Në pulsione të ulëta, kodi fillon dhe pret që çarë të lëvizë.
Pasi të zhduket çarja, sensori siguron një gjendje të lartë dhe kohëmatësi fillon të numërojë.
Timeri na jep kohën midis dy çarë.
Tani, kur shfaqet një puls tjetër i ulët, deklarata nëse ekzekuton përsëri, duke pritur për skajin tjetër në rritje dhe duke ndaluar banakun.
Pas llogaritjes së shpejtësisë, llogaritni ndryshimin midis shpejtësisë dhe vlerës aktuale të referencës dhe jepni PID.
PID llogarit vlerën e ciklit të detyrës që arrin vlerën e referencës në një moment të caktuar.
Kjo vlerë i është dhënë CCR (
Regjistri i Krahasimit)
në varësi të gabimit, shpejtësia e kohëmatësit zvogëlohet ose rritet.
Codeshtë zbatuar Kodi Atollic TrueStudio.
STM Studio mund të ketë nevojë të instalohet për debugging.
Importoni projektin në Studio STM dhe importoni variablat që dëshironi të shihni.
Ndryshimi i vogël është në 2017-11-4xx.
Ndryshoni frekuencën e orës saktësisht në një skedar H në 168 MHz.
Pika e kodit është dhënë më lart.
Përfundimi është se shpejtësia e motorit kontrollohet duke përdorur PID.
Sidoqoftë, kurba nuk është saktësisht një vijë e qetë.
Ekzistojnë shumë arsye për këtë: megjithëse sensori i lidhur me filtrin e kalimit të ulët ende siguron defekte të caktuara, këto janë për shkak të disa arsyeve të pashmangshme për rezistorët jolinear dhe pajisjet elektronike analoge, motori nuk mund të rrotullohet mirë në tension të vogël ose PWM.
Ai siguron assholes që mund të shkaktojnë që sistemi të hyjë në një vlerë të gabuar.
Për shkak të Jitter, sensori mund të humbasë disa çarë që ofrojnë një vlerë më të lartë, dhe arsyeja kryesore për një gabim tjetër mund të jetë frekuenca thelbësore e orës së STM.
Ora thelbësore e STM është 168 MHz.
Megjithëse ky problem u adresua në këtë projekt, ekziston një koncept holistik i këtij modeli që nuk siguron një frekuencë kaq të lartë.
Shpejtësia e lakut të hapur siguron një vijë shumë të qetë me vetëm disa vlera të papritura.
PID gjithashtu po punon dhe siguron kohë shumë të ulët të stabilitetit motorik.
Motori PID u testua në tensione të ndryshme që e mbanin shpejtësinë e referencës konstante.
Ndryshimi i tensionit nuk ndryshon shpejtësinë e motorit, duke treguar që PID po funksionon.
Këtu janë disa segmente të prodhimit përfundimtar të PID. a)
Loop i mbyllur @ 110 rpmb)
Loop i mbyllur @ 120 rpmthis projekti nuk mund të përfundonte pa ndihmën e anëtarëve të grupit tim.
Unë dua t'i falënderoj ata.
Faleminderit që shikuat këtë projekt.
Shpresoj t'ju ndihmoj.
Ju lutemi shikoni përpara për më shumë.
Mbani bekimin para kësaj :)
