Ovládanie rýchlosti jednosmerného motora pomocou algoritmu PID (STM32F4): 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Ahojte všetci, Toto je tahir ul haq s iným projektom. Tentokrát je to STM32F407 ako MC. Toto je koniec projektu v polovici semestra. Dúfam, že sa vám to páči.

Vyžaduje si to veľa konceptov a teórie, preto sa tomu najskôr venujeme.

S príchodom počítačov a industrializácie procesov v histórii človeka vždy existoval výskum s cieľom vyvinúť spôsoby, ako procesy zdokonaliť, a čo je dôležitejšie, ovládať ich pomocou strojov autonómne. Cieľom je obmedziť účasť človeka na týchto procesoch, a tým znížiť chyby v týchto procesoch. Preto bola vyvinutá oblasť „inžinierstva riadiacich systémov“.

Inžinierstvo riadiaceho systému možno definovať ako používanie rôznych metód na riadenie fungovania procesu alebo udržiavanie konštantného a preferovaného prostredia, či už manuálneho alebo automatického. Jednoduchým príkladom môže byť ovládanie teploty v miestnosti.

Manuálne ovládanie znamená prítomnosť osoby na mieste, ktorá kontroluje súčasné podmienky (snímač), porovnáva ich s požadovanou hodnotou (spracovanie) a vykonáva potrebné opatrenia na získanie požadovanej hodnoty (ovládač)

Problém tejto metódy je, že nie je veľmi spoľahlivá, pretože človek je vo svojej práci náchylný na chyby alebo nedbalosť. Ďalším problémom je tiež to, že rýchlosť procesu iniciovaného ovládačom nie je vždy jednotná, čo znamená, že niekedy môže prebiehať rýchlejšie, ako sa vyžaduje, alebo niekedy môže byť pomalý. Riešením tohto problému bolo použitie mikrokontroléra na ovládanie systému. Mikrokontrolér je naprogramovaný na riadenie procesu podľa daných špecifikácií, zapojený do obvodu (o ktorom sa bude diskutovať neskôr), privádza požadovanú hodnotu alebo podmienky a tým riadi proces tak, aby sa udržala požadovaná hodnota. Výhodou tohto postupu je, že do tohto procesu nie je potrebný žiadny ľudský zásah. Rýchlosť postupu je tiež jednotná.

Predtým, ako budeme pokračovať, je v tomto bode nevyhnutné definovať rôzne terminológie:

• Riadenie spätnej väzby: V tomto systéme vstup v určitom čase závisí od jednej alebo viacerých premenných vrátane výstupu systému.

• Negatívna spätná väzba: V tomto systéme sa referencia (vstup) a chyba odpočítajú ako spätná väzba a vstup je 180 stupňov mimo fázy.

• Pozitívna spätná väzba: V tomto systéme sú referencia (vstup) a chyba pridané ako spätná väzba a vstup je vo fáze.

• Chybový signál: Rozdiel medzi požadovaným výstupom a skutočným výstupom.

• Senzor: Zariadenie používané na detekciu určitého množstva v obvode. Normálne je umiestnený na výstupe alebo kdekoľvek, kde chceme vykonať nejaké merania.

• Procesor: Časť riadiaceho systému, ktorá vykonáva spracovanie na základe naprogramovaného algoritmu. Berie niektoré vstupy a produkuje niektoré výstupy.

• Pohon: V riadiacom systéme sa pohon používa na vykonanie udalosti na ovplyvnenie výstupu na základe signálu produkovaného mikrokontrolérom.

• Closed Loop System: Systém, v ktorom je prítomná jedna alebo viac slučiek spätnej väzby.

• Open Loop System: Systém, v ktorom nie sú prítomné žiadne slučky spätnej väzby.

• Rise Time: Čas potrebný na výstup z 10 percent maximálnej amplitúdy signálu na 90 percent.

• Fall Time: Čas, počas ktorého výstup klesne z 90 percent na 10 percent amplitúdy.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot je množstvo, o ktoré výstup prekročí hodnotu svojho ustáleného stavu (zvyčajne počas prechodnej reakcie systému).

• Settling Time: Čas potrebný na výstup do ustáleného stavu.

• Chyba ustáleného stavu: Rozdiel medzi skutočným výstupom a požadovaným výstupom, akonáhle systém dosiahne svoj ustálený stav.