Hastighetsreglering av likströmsmotor med PID -algoritm (STM32F4): 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Hej alla, Detta är tahir ul haq med ett annat projekt. Den här gången är det STM32F407 som MC. Detta är ett projekt i slutet av mitten av terminen. Hoppas du gillar det.

Det kräver många begrepp och teori så vi går in på det först.

Med tillkomsten av datorer och industrialiseringen av processer, genom människans historia, har det alltid funnits forskning för att utveckla sätt att finjustera processer och ännu viktigare, att kontrollera dem med hjälp av maskiner autonomt. Syftet är att minska människans engagemang i dessa processer och därigenom minska felet i dessa processer. Därför utvecklades fältet”Control System Engineering”.

Styrsystemsteknik kan definieras som att använda olika metoder för att styra hur en process fungerar eller underhålla en konstant och föredragen miljö, vare sig det är manuellt eller automatiskt. Ett enkelt exempel kan vara att kontrollera temperaturen i ett rum.

Manuell kontroll betyder närvaron av en person på en plats som kontrollerar de nuvarande förhållandena (sensorn), jämför det med det önskade värdet (bearbetning) och vidtar lämpliga åtgärder för att få det önskade värdet (ställdon)

Problemet med den här metoden är att den inte är särskilt tillförlitlig eftersom en person är benägen för fel eller försumlighet i sitt arbete. Ett annat problem är också att hastigheten på processen som initieras av ställdonet inte alltid är enhetlig, vilket innebär att det ibland kan ske snabbare än nödvändigt eller ibland kan det vara långsamt. Lösningen på detta problem var att använda en mikrokontroller för att styra systemet. Mikrokontrollern är programmerad att styra processen, enligt givna specifikationer, ansluten i en krets (diskuteras senare), mata det eller de önskade värdena och styr därigenom processen för att bibehålla det önskade värdet. Fördelen med denna process är att ingen mänsklig intervention krävs i denna process. Dessutom är processens hastighet likformig.

Innan vi går vidare är det viktigt vid denna tidpunkt att definiera olika terminologier:

• Återkopplingskontroll: I detta system är ingången vid en viss tid beroende av en eller flera variabler inklusive systemets utsignal.

• Negativ feedback: I detta system subtraheras referensen (ingången) och felet som feedback och och ingången är 180 grader ur fas.

• Positiv feedback: I detta system läggs referensen (ingången) och felet till som feedback och och ingången är i fas.

• Felsignal: Skillnaden mellan önskad utgång och den faktiska utgången.

• Sensor: En enhet som används för att detektera en viss mängd i kretsen. Det placeras normalt i utgången eller var som helst där vi vill göra några mätningar.

• Processor: Den del av styrsystemet som utför behandlingen baserat på den programmerade algoritmen. Det tar in vissa ingångar och producerar några utgångar.

• Ställdon: I ett styrsystem används ett ställdon för att utföra en händelse för att påverka utsignalen baserat på signalen från mikrokontrollern.

• Closed Loop System: Ett system där en eller flera återkopplingsslingor finns.

• Open Loop System: Ett system där inga återkopplingsslingor finns.

• Rise Time: Den tid det tar för utgången att stiga från 10 procent av signalens maximala amplitud till 90 procent.

• Falltid: Den tid det tar för utgången att sjunka från 90 procent till 10 procent amplitud.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot är den mängd med vilken utsignalen överskrider dess steady state -värde (normalt under systemets övergående svar).

• Avräkningstid: Den tid det tar för utgången att nå dess stabila tillstånd.

• Steady State Error: Skillnaden mellan den faktiska utmatningen och den önskade utgången när systemet når sitt steady state