DC -moottorin nopeuden säätö PID -algoritmin avulla (STM32F4): 8 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Hei kaikki, Tämä on tahir ul haq toisen projektin kanssa. Tällä kertaa se on STM32F407 MC: nä. Tämä on lukukauden puolivälin projekti. Toivottavasti pidät siitä.

Se vaatii paljon käsitteitä ja teoriaa, joten menemme siihen ensin.

Tietokoneiden ja prosessien teollistumisen myötä koko ihmiskunnan historian ajan on aina ollut tutkimusta kehittää tapoja kehittää prosesseja ja mikä tärkeintä, hallita niitä koneiden avulla itsenäisesti. Tavoitteena on vähentää ihmisten osallistumista näihin prosesseihin ja vähentää virheitä näissä prosesseissa. Siksi kehitettiin”ohjausjärjestelmätekniikan” ala.

Ohjausjärjestelmätekniikka voidaan määritellä käyttämällä eri menetelmiä prosessin toiminnan ohjaamiseen tai jatkuvan ja edullisen ympäristön ylläpitoon, olipa se sitten manuaalinen tai automaattinen. Yksinkertainen esimerkki voisi olla huoneen lämpötilan säätäminen.

Manuaalinen ohjaus tarkoittaa henkilön läsnäoloa paikassa, joka tarkistaa nykyiset olosuhteet (anturi), vertaa sitä haluttuun arvoon (käsittely) ja ryhtyy tarvittaviin toimiin halutun arvon saamiseksi (toimilaite)

Tämän menetelmän ongelma on se, että se ei ole kovin luotettava, koska henkilö on altis virheilleen tai huolimattomuudelleen työssään. Toinen ongelma on myös se, että toimilaitteen käynnistämän prosessin nopeus ei ole aina tasainen, eli joskus se voi tapahtua vaadittua nopeammin tai joskus hitaasti. Ratkaisu tähän ongelmaan oli käyttää mikro -ohjainta järjestelmän ohjaamiseen. Mikro -ohjain on ohjelmoitu ohjaamaan prosessia annettujen spesifikaatioiden mukaisesti, kytketty piiriin (keskustellaan myöhemmin), syötetty haluttuun arvoon tai olosuhteisiin ja ohjaa siten prosessia halutun arvon ylläpitämiseksi. Tämän prosessin etuna on se, että ihmisen ei tarvitse puuttua tähän prosessiin. Myös prosessin nopeus on yhtenäinen.

Ennen kuin jatkamme eteenpäin, on tässä vaiheessa välttämätöntä määritellä erilaisia terminologioita:

• Palautteen ohjaus: Tässä järjestelmässä tietyn ajan tulo riippuu yhdestä tai useammasta muuttujasta, mukaan lukien järjestelmän ulostulo.

• Negatiivinen palaute: Tässä järjestelmässä viite (tulo) ja virhe vähennetään palautteena, ja tulo on 180 astetta vaiheen ulkopuolella.

• Positiivinen palaute: Tässä järjestelmässä viite (tulo) ja virhe lisätään palautteena ja tulo ovat vaiheessa.

• Virhesignaali: Halutun lähdön ja todellisen lähdön välinen ero.

• Anturi: Laite, jota käytetään tunnistamaan tietty määrä piiristä. Se sijoitetaan normaalisti lähtöön tai mihin tahansa kohtaan, jossa haluamme tehdä mittauksia.

• Prosessori: Ohjausjärjestelmän osa, joka suorittaa käsittelyn ohjelmoidun algoritmin perusteella. Se ottaa joitakin tuloja ja tuottaa joitain lähtöjä.

• Toimilaite: Ohjausjärjestelmässä toimilaitetta käytetään tapahtuman suorittamiseen, joka vaikuttaa lähtöön mikro -ohjaimen tuottaman signaalin perusteella.

• Suljetun silmukan järjestelmä: Järjestelmä, jossa on yksi tai useampi takaisinkytkentäsilmukka.

• Open Loop System: Järjestelmä, jossa ei ole takaisinkytkentäsilmukoita.

• Nousuaika: Aika, jonka lähtö kestää nousta 10 prosentista signaalin maksimiamplitudista 90 prosenttiin.

• Fall Time: Aika, jonka lähtö kestää laskea 90 prosentista 10 prosenttiin.

• Huippuylitys: Huippuylitys on määrä, jolla lähtö ylittää vakaan tilan arvon (normaalisti järjestelmän ohimenevän vasteen aikana).

• Asettumisaika: Aika, jonka lähtö kuluu vakaan tilan saavuttamiseen.

• Vakaan tilan virhe: Todellisen lähdön ja halutun lähdön välinen ero, kun järjestelmä saavuttaa vakaan tilan