کنترل سرعت موتور DC با استفاده از الگوریتم PID (STM32F4): 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سلام به همگی ،

این طاهر الحق با پروژه دیگری است. این بار STM32F407 به عنوان MC است. این پایان پروژه نیمه ترم است. امیدوارم دوست داشته باشید.

این نیاز به مفاهیم و نظریه های زیادی دارد ، بنابراین ابتدا به آن می پردازیم.

با ظهور رایانه ها و صنعتی شدن فرایندها ، در طول تاریخ بشر ، همواره تحقیقاتی برای توسعه روش هایی برای بازپرداخت فرآیندها و مهمتر از همه ، کنترل آنها با استفاده از ماشین ها به طور خودکار انجام شده است. هدف کاهش مشارکت انسان در این فرایندها و کاهش خطا در این فرایندها است. از این رو ، زمینه "مهندسی سیستم کنترل" توسعه یافت.

مهندسی سیستم کنترل را می توان با استفاده از روش های مختلف برای کنترل عملکرد یک فرآیند یا نگهداری از یک محیط ثابت و مطلوب ، دستی یا خودکار تعریف کرد. یک مثال ساده می تواند کنترل دمای اتاق باشد.

کنترل دستی به معنای حضور شخصی در یک سایت است که شرایط موجود (سنسور) را بررسی می کند ، آن را با مقدار مورد نظر (پردازش) مقایسه می کند و اقدامات مناسب را برای به دست آوردن مقدار مورد نظر (محرک) انجام می دهد

مشکل این روش این است که چندان قابل اعتماد نیست زیرا فردی مستعد خطا یا سهل انگاری در کار خود است. همچنین ، مشکل دیگر این است که سرعت فرآیند شروع شده توسط محرک همیشه یکنواخت نیست ، به این معنی که گاهی اوقات ممکن است سریعتر از مقدار مورد نیاز رخ دهد یا گاهی ممکن است کند باشد. راه حل این مشکل استفاده از میکروکنترلر برای کنترل سیستم بود. میکروکنترلر برای کنترل فرایند برنامه ریزی شده است ، با توجه به مشخصات داده شده ، در یک مدار متصل شده (که بعداً مورد بحث قرار می گیرد) ، مقدار یا شرایط مورد نظر را تغذیه می کند و در نتیجه فرآیند را برای حفظ مقدار مورد نظر کنترل می کند. مزیت این فرایند این است که هیچ مداخله انسانی در این فرایند مورد نیاز نیست. همچنین ، سرعت فرآیند یکنواخت است.

قبل از ادامه کار ، در اینجا باید اصطلاحات مختلف را تعریف کنیم:

• کنترل بازخورد: در این سیستم ، ورودی در یک زمان خاص به یک یا چند متغیر از جمله خروجی سیستم وابسته است.

• بازخورد منفی: در این سیستم ، مرجع (ورودی) و خطا کم می شوند زیرا بازخورد و ورودی 180 درجه خارج از فاز است.

• بازخورد مثبت: در این سیستم ، مرجع (ورودی) و خطا به عنوان بازخورد اضافه می شود و ورودی در مرحله است.

• سیگنال خطا: تفاوت بین خروجی مورد نظر و خروجی واقعی.

• سنسور: وسیله ای است که برای تشخیص مقدار معینی در مدار استفاده می شود. معمولاً در خروجی یا هرجایی که می خواهیم اندازه گیری کنیم انجام می شود.

• پردازنده: بخشی از سیستم کنترل است که پردازش را بر اساس الگوریتم برنامه ریزی شده انجام می دهد. برخی ورودی ها را می گیرد و برخی خروجی ها را تولید می کند.

• محرک: در یک سیستم کنترل ، از یک محرک برای انجام یک رویداد برای تأثیرگذاری خروجی بر اساس سیگنال تولید شده توسط میکروکنترلر استفاده می شود.

• سیستم حلقه بسته: سیستمی که در آن یک یا چند حلقه بازخورد وجود دارد.

• سیستم حلقه باز: سیستمی که در آن هیچ حلقه بازخوردی وجود ندارد.

• زمان افزایش: زمان لازم برای خروجی از 10 درصد حداکثر دامنه سیگنال به 90 درصد.

• زمان سقوط: زمان لازم برای خروجی از دامنه 90 درصد به 10 درصد کاهش می یابد.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot به مقداری گفته می شود که خروجی از مقدار حالت ثابت خود (به طور معمول در طول پاسخ گذرا سیستم) فراتر می رود.

• تنظیم زمان: زمان لازم برای خروجی برای رسیدن به حالت پایدار.

• خطای حالت پایدار: تفاوت بین خروجی واقعی و خروجی مورد نظر پس از رسیدن سیستم به حالت پایدار