Hej alla, jag är Tahir ul haq från ett annat projekt.
Den här gången var det dags att göra MC som användes år 2017-11-407.
Detta är slutet på halvtidsprogrammet.
Hoppas du gillar det.
Det kräver många koncept och teorier, så låt det titta på det först.
Med uppkomsten av datorer och den industrialiserade processen har det varit forskning i människors historia för att utveckla metoder för att omdefiniera processen, och ännu viktigare, att använda maskiner för att kontrollera processen autonomt.
Syftet är att minska mänskligt deltagande i dessa processer och därmed minska fel i dessa processer.
Därför kom fältet 'Kontrollsystemteknik \' till.
Kontrollsystemteknik kan definieras som användning av olika metoder för att kontrollera processens arbete eller underhåll av en konstant och föredragen miljö, vare sig manuell eller automatisk.
Ett enkelt exempel är att kontrollera temperaturen i rummet.
Manuell kontroll hänvisar till närvaron av en person som kontrollerar de nuvarande förhållandena på plats (sensor),
med förväntningar (bearbetning)
och vidta lämpliga åtgärder för att få önskat värde (ställdon).
Problemet med detta tillvägagångssätt är att det inte är särskilt tillförlitligt eftersom man är benägen att fel eller försumlighet på jobbet.
Dessutom är ett annat problem att hastigheten för processen som ställdonet startar inte alltid är enhetlig, vilket innebär att det ibland kan vara snabbare än den nödvändiga hastigheten, och ibland kan det vara långsamt.
Lösningen på detta problem är att använda en mikrokontroll för att kontrollera systemet.
Enligt den givna specifikationen programmeras mikrokontrollern för att kontrollera processen för anslutning i kretsen (
diskutera senare)
värdet eller tillståndet för och därmed kontrollera processen för att upprätthålla det önskade värdet.
Fördelen med denna process är att det inte finns något behov av mänsklig intervention i denna process.
Dessutom är hastigheten på denna process konsekvent.
Innan vi fortsätter är det avgörande att bestämma de olika termerna vid denna punkt: Feedbackkontroll: I detta system beror inmatning vid en viss tidpunkt på en eller flera variabler, inklusive systemets utgång.
Negativ feedback: I detta system, referens (ingång)
som feedback, subtraheras felet och ingångsfasen är 180 grader.
Positiv feedback: I detta system
läggs referensfel (input) när feedback och ingång är i fas.
Felsignal: Skillnaden mellan önskad utgång och den faktiska utgången.
Sensor: En enhet som används för att upptäcka ett visst antal enheter i en krets.
Det placeras vanligtvis i utgången eller var som helst vi vill göra några mätningar.
Processor: En del av kontrollsystemet som behandlas baserat på programmeringsalgoritmer.
Det tar lite input och producerar lite utgång.
Ställdon: I kontrollsystemet används ställdonet för att utföra händelser baserat på signalen som genereras av mikrokontrollen för att påverka utgången.
System med sluten sling: Ett system med en eller flera återkopplingsslingor.
Öppna slingesystem: Det finns inget system för återkopplingsslinga.
Stigningstid: Den tid som krävs för att utgången ska stiga från 10% av signalens maximala amplitud till 90%.
Släpptid: Den tid som krävs för att utgången ska sjunka från 90% till 10%.
Toppöverskridande: toppöverskridande är mängden utgång som överstiger dess stabila tillståndsvärde (
normalt under systemövergående svar).
Stabil tid: Den tid som krävs för att utgången ska nå ett stabilt tillstånd.
Steady-state-fel: Skillnaden mellan den faktiska utgången och den förväntade utgången när systemet når stabil tillstånd. Bilden ovan visar en mycket förenklad version av kontrollsystemet.
Mikrokontrollen är kärnan i alla styrsystem.
Detta är en mycket viktig komponent, så den bör väljas noggrant enligt systemets krav.
Mikrokontrollen får inmatning från användaren.
Denna ingång definierar villkoren som krävs för systemet.
Mikrokontrollern får också inmatning från sensorn.
Sensorn är ansluten till utgången och dess information matas tillbaka till ingången.
Denna ingång kan också kallas negativ feedback.
Negativ feedback förklarades tidigare.
Baserat på dess programmering utför mikroprocessorn olika beräkningar och utgångar till ställdonet.
Den utgångsbaserade ställdonskontrollanläggningen försöker upprätthålla dessa förhållanden.
Ett exempel kan vara den motoriska föraren som kör motorn, där motorföraren är föraren och motorn är fabriken.
Därför roterar motorn med en given hastighet.
Den anslutna sensorn läser statusen för den nuvarande fabriken och matar den tillbaka till mikrostyrenheten.
Mikrokontrollen jämförs igen och beräknas, så att slingan upprepas.
Processen är repetitiv och oändlig, och mikrokontrollen kan behålla de önskade förhållandena.
Här är två huvudsakliga sätt att styra hastigheten på DC -motorens)
manuell spänningsstyrning: I industriella tillämpningar är hastighetskontrollmekanismen för DC -motorn kritisk.
Ibland kan vi behöva hastigheter som är högre eller lägre än normalt.
Därför behöver vi en effektiv hastighetskontrollmetod.
Att styra matningsspänningen är en av de enklaste hastighetskontrollmetoderna.
Vi kan ändra spänningen för att ändra hastigheten. B)
Kontroll PWM med PID: Ett annat effektivare sätt är att använda en mikrokontroll.
DC -motorn är ansluten till mikrostyrenheten genom motordrivrutinen.
Motordrivrutinen är en IC -mottagande PWM (
pulsbreddmodulering)
ingång från mikrostyrenheten och utgången till DC -motorn enligt ingången. Figur 1.
2: Kapitel 1 i PWM -signal.
Introduktion 3 Med tanke på PWM -signalen kan driften av PWM först förklaras.
Den består av kontinuerliga pulser under en viss tid.
Tidsperiod är den tid som tillbringas av en punkt som rör sig på ett avstånd lika med en våglängd.
Dessa pulser kan bara ha binära värden (hög eller låg).
Vi har också två andra mängder, pulsbredden och arbetscykeln.
Pulsbredden är tiden då PWM -utgången är hög.
Tullcykeln är procentandelen av pulsbredden till tidsperioden.
Under resten av tidsperioden är utgången låg.
Tullcykeln styr direkt motorns hastighet.
Om DC -motorn ger en positiv spänning inom en viss tidsperiod kommer den att röra sig med en viss hastighet.
Om positiv spänning tillhandahålls under en längre tid kommer hastigheten att bli större.
Därför kan PWM: s arbetscykel ändras genom att ändra pulsbredden.
Genom att ändra DC -motorens arbetscykel kan motorns hastighet ändras.
Hastighetskontroll för DC -motorproblem: Problemet med den första hastighetskontrollmetoden är att spänningen kan ändras över tid.
Dessa förändringar betyder ojämn hastighet.
Därför är den första metoden oönskad.
Lösning: Vi använder den andra metoden för att styra hastigheten.
Vi använder PID -algoritmen för att komplettera den andra metoden.
PID representerar det proportionella integrerade derivatet.
I PID -algoritmen mäts motorns nuvarande hastighet och jämförs med önskad hastighet.
Detta fel används för komplexa beräkningar för att ändra motorns arbetscykel enligt tiden.
Det finns denna process i varje cykel.
Om hastigheten överskrider den önskade hastigheten reduceras pliktcykeln och driftscykeln ökar om hastigheten är lägre än den önskade hastigheten.
Denna justering görs inte förrän den bästa hastigheten har uppnåtts.
Kontrollera och kontrollera ständigt denna hastighet.
Här är systemkomponenterna som används i detta projekt och en kort introduktion till detaljerna för varje komponent.
STM 32F407: Mikrokontroller designad av ST-mikroavsnitt.
Det fungerar på armbarken. M arkitektur.
Det leder sin familj med en hög klockfrekvens på 168 MHz.
Motorförare L298N: Denna IC används för att köra motorn.
Den har två externa ingångar.
En från mikrostyrenheten.
Mikrokontrollen ger en PWM-signal för den.
Motorhastigheten kan justeras genom att justera pulsbredden.
Dess andra ingång är den spänningskälla som behövs för att driva motorn.
DC -motor: DC -motorn körs på likströmsförsörjningen.
I detta experiment drivs DC -motorn med en fotoelektrisk koppling ansluten till motordrivrutinen.
Infraröd sensor: Den infraröda sensorn är faktiskt en infraröd sändtagare.
Den skickar och tar emot infraröda vågor som kan användas för att utföra olika uppgifter.
IR -kodare Optisk koppling 4N35: Optisk koppling är en enhet som används för att isolera den lågspänningsdelen av kretsen och den höga spänningsdelen.
Som namnet antyder fungerar det på grundval av ljus.
När lågspänningsdelen får signalen flyter strömmen i högspänningsdelen.
Systemet är ett hastighetskontrollsystem.
Som nämnts tidigare implementeras systemet med hjälp av PID för proportionell integral och derivat.
Hastighetsstyrningssystemet har ovanstående komponenter.
Den första delen är hastighetssensorn.
Hastighetssensorn är en infraröd sändare och mottagarkrets.
När det fasta passerar genom den U-formade slitsen, kommer sensorn in i ett lågt tillstånd.
Normalt är det i ett högt tillstånd.
Sensorutgången är ansluten till ett lågpassfilter för att eliminera dämpningen orsakad av det övergående som genereras när sensorns tillstånd ändras.
Lågpassfiltret består av motstånd och kondensatorer.
Värden valdes efter behov.
Kondensatorn som används är 1100NF och motståndet som används är cirka 25 ohm.
Lågpassfiltret eliminerar onödiga övergående förhållanden som kan leda till ytterligare avläsningar och skräpvärden.
Lågpassfiltret matas sedan ut genom kondensatorn till den digitala stiftet för STM-mikrokontroller.
Den andra delen är motorn som styrs av PWM som tillhandahålls av STM-mikrokontroller.
Denna inställning har försetts med elektrisk isolering med den optiska kopplingen IC.
Den optiska kopplingen innehåller en LED som avger ljus i IC-paketet, och när en hög puls ges vid ingångsterminalen kortsluts den utgångsterminalen.
Ingångsterminalen ger PWM genom ett motstånd som begränsar strömmen för LED -anslutningen ansluten till den optiska kopplingen.
Ett rullgardinsmotstånd är anslutet vid utgången så att när terminalen är kortsluten genereras spänningen vid rullgardinsmotståndet och stiftet anslutet till terminalen på motståndet får ett högt tillstånd.
Utgången från den fotoelektriska kopplingen är ansluten till in1 på motordrivrutinen som upprätthåller höjden på aktiveringsstiftet.
När PWM -arbetscykeln ändras vid den optiska kopplingsinmatningen, växlar motordrivstiftet motorn och styr motorns hastighet.
Efter att PWM tillhandahåller motorn ger motorföraren vanligtvis en spänning på 12 volt.
Motorföraren gör det möjligt för motorn att använda.
Låt oss introducera den algoritm vi använde i implementeringen av detta motorhastighetsregleringsprojekt.
Motorns PWM tillhandahålls av en enda timer.
Konfigurationen av timern är gjord och inställd på att tillhandahålla PWM.
När motorn startar roterar den slitsen fäst vid motoraxeln.
Slitsen passerar genom sensorhålan och producerar en låg puls.
Vid låga pulser startar koden och väntar på att slitsen rör sig.
När slitsen försvinner ger sensorn ett högt tillstånd och timern börjar räkna.
Timern ger oss tiden mellan de två slitsen.
Nu, när en annan låg puls dyker upp, körs if -uttalandet igen, väntar på nästa stigande kant och stoppar räknaren.
Efter beräkningen av hastigheten beräknar du skillnaden mellan hastigheten och det faktiska referensvärdet och ger PID.
PID beräknar driftscykelvärdet som når referensvärdet vid ett givet ögonblick.
Detta värde tillhandahålls till CCR (
jämförelseregister)
Beroende på felet reduceras eller ökas hastigheten på timern.
Den atolliska Truestudio -koden har implementerats.
STM Studio kan behöva installeras för felsökning.
Importera projektet i STM Studio och importera de variabler du vill se.
Den lilla förändringen är på 2017-11-4xx.
Ändra klockfrekvensen exakt till en H -fil vid 168 MHz.
Kodavsnittet har tillhandahållits ovan.
Slutsatsen är att motorns hastighet styrs med PID.
Kurvan är dock inte exakt en smidig linje.
Det finns många skäl till detta: Även om sensorn ansluten till lågpassfiltret fortfarande ger vissa defekter, beror dessa på vissa oundvikliga skäl för olinjära motstånd och analoga elektroniska anordningar, kan motorn inte rotera smidigt vid liten spänning eller PWM.
Det ger rövhål som kan få systemet att ange något felvärde.
På grund av jitter kan sensorn missa någon slits som ger ett högre värde, och det främsta skälet till ett annat fel kan vara kärnklockfrekvensen för STM.
STM: s kärnklocka är 168 MHz.
Även om detta problem behandlades i detta projekt finns det ett helhetskoncept av denna modell som inte ger så hög frekvens.
Den öppna slinghastigheten ger en mycket smidig linje med bara några oväntade värden.
PID fungerar också och ger mycket låg motorstabilitetstid.
Motor PID testades vid olika spänningar som höll referenshastigheten konstant.
Spänningsförändringen ändrar inte motorns hastighet, vilket indikerar att PID fungerar.
Här är några delar av PID: s slutliga utgång. a)
Stängd loop @ 110 RPMB)
Stängd slinga @ 120 RPM Detta projekt kunde inte slutföras utan hjälp av mina gruppmedlemmar.
Jag vill tacka dem.
Tack för att du tittade på detta projekt.
Hoppas att hjälpa dig.
Snälla se fram emot mer.
Fortsätt välsignelse innan det :)
