Drehzahlregelung des Gleichstrommotors mit PID-Algorithmus (STM32F4) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Hallo alle zusammen, Dies ist Tahir ul Haq mit einem anderen Projekt. Diesmal ist es STM32F407 als MC. Dies ist ein Projekt zum Ende des Semesters. Hoffe du magst es.

Es erfordert viele Konzepte und Theorie, also gehen wir zuerst darauf ein.

Mit dem Aufkommen von Computern und der Industrialisierung von Prozessen wurde im Laufe der Menschheitsgeschichte immer daran geforscht, Wege zu entwickeln, um Prozesse zu verfeinern und vor allem mit Hilfe von Maschinen autonom zu steuern. Der Zweck besteht darin, die Beteiligung des Menschen an diesen Prozessen zu reduzieren und den Fehler in diesen Prozessen zu reduzieren. Daher wurde der Bereich „Control System Engineering“entwickelt.

Control System Engineering kann definiert werden als die Verwendung verschiedener Methoden zur Steuerung des Ablaufs eines Prozesses oder zur Aufrechterhaltung einer konstanten und bevorzugten Umgebung, sei es manuell oder automatisch. Ein einfaches Beispiel könnte die Temperaturregelung in einem Raum sein.

Manuelle Steuerung bedeutet die Anwesenheit einer Person an einem Standort, die den aktuellen Zustand überprüft (Sensor), mit dem Sollwert vergleicht (Verarbeitung) und entsprechende Maßnahmen ergreift, um den Sollwert zu erhalten (Aktor)

Das Problem bei dieser Methode besteht darin, dass sie nicht sehr zuverlässig ist, da eine Person bei ihrer Arbeit anfällig für Fehler oder Nachlässigkeit ist. Ein weiteres Problem besteht auch darin, dass die Geschwindigkeit des vom Aktuator eingeleiteten Prozesses nicht immer gleichförmig ist, was bedeutet, dass er manchmal schneller als erforderlich oder manchmal langsam ablaufen kann. Die Lösung dieses Problems bestand darin, einen Mikrocontroller zur Steuerung des Systems zu verwenden. Der Mikrocontroller ist so programmiert, dass er den Prozess gemäß gegebener Spezifikationen steuert, in eine Schaltung geschaltet (später zu diskutieren) den gewünschten Wert oder Bedingungen zuführt und dadurch den Prozess steuert, um den gewünschten Wert aufrechtzuerhalten. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass in diesem Verfahren kein menschliches Eingreifen erforderlich ist. Auch die Geschwindigkeit des Prozesses ist einheitlich.

Bevor wir fortfahren, ist es an dieser Stelle wichtig, verschiedene Terminologien zu definieren:

• Feedback Control: In diesem System hängt die Eingabe zu einem bestimmten Zeitpunkt von einer oder mehreren Variablen ab, einschließlich der Ausgabe des Systems.

• Negative Rückkopplung: In diesem System werden die Referenz (Eingang) und der Fehler als Rückkopplung subtrahiert und der Eingang ist um 180 Grad phasenverschoben.

• Positives Feedback: In diesem System werden die Referenz (Eingang) und der Fehler als Feedback addiert, und der Eingang ist in Phase.

• Fehlersignal: Die Differenz zwischen der gewünschten Ausgabe und der tatsächlichen Ausgabe.

• Sensor: Ein Gerät zur Erkennung einer bestimmten Größe im Kreislauf. Es wird normalerweise in der Ausgabe oder überall dort platziert, wo wir einige Messungen vornehmen möchten.

• Prozessor: Der Teil des Kontrollsystems, der die Verarbeitung basierend auf dem programmierten Algorithmus durchführt. Es nimmt einige Eingaben auf und erzeugt einige Ausgaben.

• Aktuator: In einem Steuerungssystem wird ein Aktuator verwendet, um ein Ereignis auszuführen, um die Ausgabe basierend auf dem vom Mikrocontroller erzeugten Signal zu bewirken.

• Closed Loop System: Ein System, in dem eine oder mehrere Rückkopplungsschleifen vorhanden sind.

• Open Loop System: Ein System, in dem keine Rückkopplungsschleifen vorhanden sind.

• Anstiegszeit: Die Zeit, die der Ausgang benötigt, um von 10 Prozent der maximalen Amplitude des Signals auf 90 Prozent anzusteigen.

• Fall Time: Die Zeit, die der Ausgang benötigt, um von 90 Prozent auf 10 Prozent Amplitude zu fallen.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot ist der Betrag, um den der Ausgang seinen stationären Wert überschreitet (normalerweise während der Einschwingzeit des Systems).

• Einschwingzeit: Die Zeit, die der Ausgang benötigt, um seinen stationären Zustand zu erreichen.

• Steady State Error: Die Differenz zwischen der tatsächlichen Leistung und der gewünschten Leistung, sobald das System seinen stationären Zustand erreicht