Řízení rychlosti stejnosměrného motoru pomocí algoritmu PID (STM32F4): 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Ahoj všichni, To je tahir ul haq s dalším projektem. Tentokrát je to STM32F407 jako MC. Toto je konec projektu v polovině semestru. Doufám, že se vám to líbí.

Vyžaduje to hodně konceptů a teorie, takže se do toho nejdřív pustíme.

S příchodem počítačů a industrializací procesů v celé lidské historii vždy probíhal výzkum s cílem vyvinout způsoby, jak zpřesnit procesy, a co je důležitější, ovládat je pomocí strojů samostatně. Účelem je snížit zapojení člověka do těchto procesů, a tím snížit chyby v těchto procesech. Proto byla vyvinuta oblast „Engineering Control System“.

Inženýrství řídicího systému lze definovat jako používání různých metod pro řízení fungování procesu nebo udržování konstantního a preferovaného prostředí, ať už manuálního nebo automatického. Jednoduchým příkladem může být řízení teploty v místnosti.

Ruční ovládání znamená přítomnost osoby na místě, která kontroluje současné podmínky (senzor), porovnává je s požadovanou hodnotou (zpracování) a provádí příslušná opatření k získání požadované hodnoty (aktuátor)

Problém této metody spočívá v tom, že není příliš spolehlivá, protože člověk je ve své práci náchylný k chybám nebo nedbalosti. Dalším problémem je také to, že rychlost procesu zahájeného aktuátorem není vždy jednotná, což znamená, že se někdy může objevit rychleji, než je požadováno, nebo někdy může být pomalý. Řešením tohoto problému bylo použití mikrokontroléru k ovládání systému. Mikrokontrolér je naprogramován tak, aby řídil proces, podle daných specifikací, zapojen do obvodu (bude diskutováno později), přivádí požadovanou hodnotu nebo podmínky a tím řídí proces tak, aby udržoval požadovanou hodnotu. Výhodou tohoto procesu je, že do tohoto procesu není vyžadován žádný lidský zásah. Také rychlost procesu je jednotná.

Než budeme pokračovat dále, je v tomto bodě zásadní definovat různé terminologie:

• Řízení zpětné vazby: V tomto systému vstup v určitém čase závisí na jedné nebo více proměnných včetně výstupu systému.

• Negativní zpětná vazba: V tomto systému jsou reference (vstup) a chyba odečteny jako zpětná vazba a vstup je o 180 stupňů mimo fázi.

• Pozitivní zpětná vazba: V tomto systému jsou reference (vstup) a chyba přidány jako zpětná vazba a vstup je ve fázi.

• Chybový signál: Rozdíl mezi požadovaným výstupem a skutečným výstupem.

• Senzor: Zařízení používané k detekci určitého množství v obvodu. Obvykle je umístěn na výstupu nebo kdekoli, kde chceme provést nějaká měření.

• Procesor: Část řídicího systému, která provádí zpracování na základě naprogramovaného algoritmu. Zabírá některé vstupy a produkuje některé výstupy.

• Aktuátor: V řídicím systému je akční člen použit k provedení události k ovlivnění výstupu na základě signálu generovaného mikrokontrolérem.

• Closed Loop System: Systém, ve kterém je přítomna jedna nebo více smyček zpětné vazby.

• Open Loop System: Systém, ve kterém nejsou žádné smyčky zpětné vazby.

• Rise Time: Čas potřebný pro výstup z 10 procent maximální amplitudy signálu na 90 procent.

• Fall Time: Čas potřebný k poklesu výstupu z 90 procent na 10 procent amplitudy.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot je množství, o které výstup překročí svoji hodnotu ustáleného stavu (obvykle během přechodové odezvy systému).

• Settling Time: Doba, kterou výstup potřebuje k dosažení ustáleného stavu.

• Chyba ustáleného stavu: Rozdíl mezi skutečným výstupem a požadovaným výstupem, jakmile systém dosáhne ustáleného stavu