Sterowanie prędkością silnika prądu stałego za pomocą algorytmu PID (STM32F4): 8 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

cześć wszystkim, To jest tahir ul haq z innym projektem. Tym razem jest to STM32F407 jako MC. To koniec projektu w połowie semestru. Mam nadzieję że ci się spodoba.

Wymaga wielu koncepcji i teorii, więc najpierw zajmiemy się tym.

Wraz z nadejściem komputerów i uprzemysłowieniem procesów, w całej historii ludzkości zawsze prowadzono badania mające na celu opracowanie sposobów udoskonalania procesów i, co ważniejsze, kontrolowania ich za pomocą autonomicznych maszyn. Celem jest zmniejszenie zaangażowania człowieka w te procesy, a tym samym zmniejszenie błędu w tych procesach. Stąd powstał Kierunek „Inżynieria Systemów Sterowania”.

Inżynierię Systemów Kontroli można zdefiniować jako stosowanie różnych metod do kontrolowania pracy procesu lub utrzymywania stałego i preferowanego środowiska, zarówno ręcznego, jak i automatycznego. Prostym przykładem może być kontrolowanie temperatury w pomieszczeniu.

Sterowanie ręczne oznacza obecność w obiekcie osoby, która sprawdza zastane warunki (czujnik), porównuje je z pożądaną wartością (przetwarzanie) i podejmuje odpowiednie działania w celu uzyskania żądanej wartości (siłownik)

Problem z tą metodą polega na tym, że nie jest ona bardzo niezawodna, ponieważ osoba jest podatna na błędy lub zaniedbania w swojej pracy. Kolejnym problemem jest to, że tempo procesu inicjowanego przez siłownik nie zawsze jest jednorodne, co oznacza, że czasami może przebiegać szybciej niż jest to wymagane, a czasami może być wolniejsze. Rozwiązaniem tego problemu było zastosowanie mikrokontrolera do sterowania systemem. Mikrokontroler jest zaprogramowany do sterowania procesem, zgodnie z podanymi specyfikacjami, połączony w obwód (o czym dalej), zasilany pożądaną wartością lub warunkami i tym samym steruje procesem w celu utrzymania pożądanej wartości. Zaletą tego procesu jest to, że w tym procesie nie jest wymagana interwencja człowieka. Również tempo procesu jest jednolite.

Zanim przejdziemy dalej, konieczne jest w tym miejscu zdefiniowanie różnych terminologii:

• Kontrola sprzężenia zwrotnego: W tym systemie wejście w określonym czasie jest zależne od jednej lub więcej zmiennych, w tym wyjścia systemu.

• Negatywne sprzężenie zwrotne: W tym systemie odniesienie (wejście) i błąd są odejmowane, ponieważ sprzężenie zwrotne i wejście są przesunięte w fazie o 180 stopni.

• Pozytywne sprzężenie zwrotne: W tym systemie zadawanie (wejście) i błąd są dodawane jako sprzężenie zwrotne i wejście są w fazie.

• Sygnał błędu: Różnica między żądanym wyjściem a rzeczywistym wyjściem.

• Czujnik: urządzenie używane do wykrywania określonej ilości w obwodzie. Zwykle umieszcza się go na wyjściu lub w dowolnym miejscu, w którym chcemy wykonać jakieś pomiary.

• Procesor: Część Systemu Sterowania, która wykonuje przetwarzanie w oparciu o zaprogramowany algorytm. Pobiera pewne nakłady i wytwarza pewne wyniki.

• Aktuator: W systemie sterowania aktuator jest używany do wykonania zdarzenia w celu wywołania wyjścia w oparciu o sygnał wytwarzany przez mikrokontroler.

• System z zamkniętą pętlą: System, w którym występuje co najmniej jedna pętla sprzężenia zwrotnego.

• Open Loop System: System, w którym nie występują pętle sprzężenia zwrotnego.

• Czas narastania: Czas potrzebny na wzrost sygnału wyjściowego od 10 procent maksymalnej amplitudy sygnału do 90 procent.

• Fall Time: Czas, w którym wyjście spada z 90 procent do 10 procent amplitudy.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot to wielkość, o jaką wyjście przekracza swoją wartość stanu ustalonego (zwykle podczas przejściowej odpowiedzi systemu).

• Settling Time: Czas, w którym wyjście osiąga stan ustalony.

• Błąd stanu ustalonego: Różnica między rzeczywistą mocą wyjściową a żądanym wyjściem po osiągnięciu przez system stanu ustalonego