Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием алгоритма PID (STM32F4): 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

всем привет, Это тахир уль хак с другим проектом. На этот раз это STM32F407 как MC. Это конец семестрового проекта. Надеюсь, тебе понравится.

Это требует множества концепций и теории, поэтому мы сначала рассмотрим это.

С появлением компьютеров и индустриализации процессов на протяжении всей истории человечества всегда проводились исследования по разработке способов усовершенствования процессов и, что более важно, управления ими с использованием машин автономно. Цель состоит в том, чтобы уменьшить участие человека в этих процессах, тем самым уменьшив количество ошибок в этих процессах. Таким образом, была разработана область «Разработка систем управления».

Проектирование систем управления можно определить как использование различных методов для управления работой процесса или поддержания постоянной и предпочтительной среды, будь то ручное или автоматическое. Простым примером может быть контроль температуры в комнате.

Ручное управление означает присутствие на объекте человека, который проверяет текущие условия (датчик), сравнивает их с желаемым значением (обработка) и предпринимает соответствующие действия для получения желаемого значения (исполнительный механизм)

Проблема с этим методом в том, что он не очень надежен, так как человек склонен к ошибкам или небрежности в своей работе. Кроме того, другая проблема заключается в том, что скорость процесса, инициируемого приводом, не всегда одинакова, что означает, что иногда он может происходить быстрее, чем требуется, а иногда может быть медленным. Решением этой проблемы было использование микроконтроллера для управления системой. Микроконтроллер запрограммирован для управления процессом в соответствии с заданными спецификациями, подключен в цепь (будет обсуждаться позже), подает желаемое значение или условия и тем самым управляет процессом для поддержания желаемого значения. Преимущество этого процесса в том, что в этом процессе не требуется вмешательства человека. Кроме того, скорость процесса одинакова.

Прежде чем мы продолжим, важно определить различные термины:

• Управление обратной связью: в этой системе вход в определенный момент времени зависит от одной или нескольких переменных, включая выход системы.

• Отрицательная обратная связь: в этой системе опорное значение (вход) и ошибка вычитаются, поскольку обратная связь и вход сдвинут по фазе на 180 градусов.

• Положительная обратная связь: в этой системе задание (вход) и ошибка суммируются, поскольку обратная связь и вход находятся в фазе.

• Сигнал ошибки: разница между желаемым выходом и фактическим выходом.

• Датчик: устройство, используемое для обнаружения определенного количества в цепи. Обычно он помещается на выходе или в любом месте, где мы хотим провести некоторые измерения.

• Процессор: часть системы управления, которая выполняет обработку на основе запрограммированного алгоритма. Он принимает некоторые входные данные и производит некоторые выходы.

• Привод: в системе управления привод используется для выполнения события, влияющего на выход на основе сигнала, производимого микроконтроллером.

• Система с замкнутым контуром: система, в которой присутствует один или несколько контуров обратной связи.

• Система разомкнутого контура: система, в которой отсутствуют контуры обратной связи.

• Время нарастания: время, необходимое выходу для повышения с 10 процентов максимальной амплитуды сигнала до 90 процентов.

• Время спада: время, необходимое выходному сигналу для снижения амплитуды с 90 до 10 процентов.

• Пиковое превышение: Пиковое превышение - это величина, на которую выходной сигнал превышает значение в установившемся состоянии (обычно во время переходной характеристики системы).

• Время установления: время, необходимое выходу для достижения устойчивого состояния.

• Ошибка устойчивого состояния: разница между фактическим выходом и желаемым выходом, когда система достигает стабильного состояния.