Hastighetskontroll av likestrømsmotor ved bruk av PID -algoritme (STM32F4): 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Hei alle sammen, Dette er tahir ul haq med et annet prosjekt. Denne gangen er det STM32F407 som MC. Dette er et prosjekt på slutten av midten av semesteret. Håper du liker det.

Det krever mange begreper og teori, så vi går inn på det først.

Med ankomsten av datamaskiner og industrialisering av prosesser, gjennom menneskets historie, har det alltid vært forskning for å utvikle måter å finjustere prosesser og enda viktigere, å kontrollere dem ved å bruke maskiner autonomt. Hensikten er å redusere menneskets engasjement i disse prosessene og dermed redusere feilen i disse prosessene. Derfor ble feltet "Control System Engineering" utviklet.

Kontrollsystemteknikk kan defineres som å bruke forskjellige metoder for å kontrollere driften av en prosess eller vedlikehold av et konstant og foretrukket miljø, det være seg manuelt eller automatisk. Et enkelt eksempel kan være å kontrollere temperaturen i et rom.

Manuell kontroll betyr tilstedeværelsen av en person på et sted som sjekker de nåværende forholdene (sensoren), sammenligner den med ønsket verdi (behandling) og iverksetter passende tiltak for å oppnå ønsket verdi (aktuator)

Problemet med denne metoden er at den ikke er veldig pålitelig ettersom en person er utsatt for feil eller uaktsomhet i arbeidet sitt. Et annet problem er også at hastigheten på prosessen som startes av aktuatoren ikke alltid er ensartet, noe som betyr at den noen ganger kan forekomme raskere enn nødvendig, eller noen ganger kan den være treg. Løsningen på dette problemet var å bruke en mikrokontroller for å kontrollere systemet. Mikrokontrolleren er programmert til å kontrollere prosessen, i henhold til gitte spesifikasjoner, koblet til en krets (skal diskuteres senere), matet ønsket verdi eller betingelser og kontrollerer derved prosessen for å opprettholde ønsket verdi. Fordelen med denne prosessen er at ingen menneskelig intervensjon er nødvendig i denne prosessen. Prosesshastigheten er også jevn.

Før vi går videre, er det viktig på dette tidspunktet å definere forskjellige terminologier:

• Tilbakemeldingskontroll: I dette systemet er inngangen på et bestemt tidspunkt avhengig av en eller flere variabler, inkludert utdata fra systemet.

• Negativ tilbakemelding: I dette systemet blir referansen (input) og feilen trukket fra som tilbakemelding og input er 180 grader ute av fase.

• Positiv tilbakemelding: I dette systemet blir referansen (input) og feilen lagt til som tilbakemelding og og input er i fase.

• Feilsignal: Forskjellen mellom ønsket utgang og den faktiske utgangen.

• Sensor: En enhet som brukes til å oppdage en viss mengde i kretsen. Det er normalt plassert i utgangen eller hvor som helst der vi vil ta noen målinger.

• Prosessor: Den delen av kontrollsystemet som utfører behandlingen basert på algoritmen som er programmert. Den tar inn noen innganger og produserer noen utganger.

• Aktuator: I et kontrollsystem brukes en aktuator til å utføre en hendelse for å påvirke utgangen basert på signalet som produseres av mikrokontrolleren.

• Closed Loop System: Et system der en eller flere tilbakemeldingssløyfer er tilstede.

• Open Loop System: Et system der det ikke er noen tilbakemeldingsløkker.

• Rise Time: Tiden det tar utgangen å stige fra 10 prosent av signalets maksimale amplitude til 90 prosent.

• Falltid: Tiden det tar for utgangen å falle fra 90 prosent til 10 prosent amplitude.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot er mengden som utgangen overskrider sin steady state -verdi (normalt under systemets forbigående respons).

• Oppgjørstid: Tiden det tar utgangen å nå sin jevne tilstand.

• Steady State Error: Forskjellen mellom den faktiske utgangen og den ønskede utgangen når systemet når sin steady state