Snelheidsregeling van DC-motor met behulp van PID-algoritme (STM32F4) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

dag iedereen, Dit is tahir ul haq met een ander project. Dit keer is het STM32F407 als MC. Dit is een eindejaarsproject. Hoop dat je het leuk vindt.

Het vereist veel concepten en theorie, dus we gaan er eerst op in.

Met de komst van computers en de industrialisatie van processen is er in de geschiedenis van de mens altijd onderzoek geweest om manieren te ontwikkelen om processen te verfijnen en, belangrijker nog, om ze autonoom te besturen met behulp van machines. Het doel is om de betrokkenheid van de mens bij deze processen te verminderen, waardoor de fouten in deze processen worden verminderd. Daarom is het vakgebied "Control System Engineering" ontwikkeld.

Control System Engineering kan worden gedefinieerd als het gebruik van verschillende methoden om de werking van een proces of het onderhoud van een constante en geprefereerde omgeving te controleren, of dit nu handmatig of automatisch is. Een eenvoudig voorbeeld is het regelen van de temperatuur in een ruimte.

Handmatige besturing betekent de aanwezigheid van een persoon op een locatie die de huidige omstandigheden controleert (sensor), deze vergelijkt met de gewenste waarde (verwerking) en passende actie onderneemt om de gewenste waarde te verkrijgen (actuator)

Het probleem met deze methode is dat deze niet erg betrouwbaar is, aangezien een persoon vatbaar is voor fouten of nalatigheid in zijn werk. Een ander probleem is ook dat de snelheid van het proces dat door de actuator wordt gestart niet altijd uniform is, wat betekent dat het soms sneller kan gebeuren dan vereist of dat het soms langzaam kan zijn. De oplossing van dit probleem was om een microcontroller te gebruiken om het systeem te besturen. De microcontroller is geprogrammeerd om het proces te besturen, volgens bepaalde specificaties, aangesloten in een circuit (later te bespreken), gevoed met de gewenste waarde of condities en bestuurt daarmee het proces om de gewenste waarde te behouden. Het voordeel van dit proces is dat er geen menselijke tussenkomst nodig is in dit proces. Ook is de snelheid van het proces uniform.

Voordat we verder gaan, is het op dit punt essentieel om verschillende terminologieën te definiëren:

• Feedback Control: In dit systeem is de input op een bepaald moment afhankelijk van een of meer variabelen waaronder de output van het systeem.

• Negatieve terugkoppeling: in dit systeem worden de referentie (invoer) en de fout afgetrokken als terugkoppeling en zijn de invoer en de invoer 180 graden uit fase.

• Positieve terugkoppeling: in dit systeem worden de referentie (invoer) en de fout opgeteld als terugkoppeling, de en invoer zijn in fase.

• Error Signaal: Het verschil tussen de gewenste output en de werkelijke output.

• Sensor: Een apparaat dat wordt gebruikt om een bepaalde hoeveelheid in het circuit te detecteren. Het wordt normaal gesproken in de uitgang geplaatst of ergens waar we wat metingen willen doen.

• Processor: Het deel van het besturingssysteem dat de verwerking uitvoert op basis van het geprogrammeerde algoritme. Het neemt een aantal inputs in en produceert een aantal outputs.

• Actuator: in een besturingssysteem wordt een actuator gebruikt om een gebeurtenis uit te voeren om de output te beïnvloeden op basis van het signaal dat door de microcontroller wordt geproduceerd.

• Closed Loop System: een systeem waarin één of meer feedbackloops aanwezig zijn.

• Open Loop Systeem: Een Systeem waarin geen feedbackloops aanwezig zijn.

• Stijgtijd: De tijd die de uitgang nodig heeft om te stijgen van 10 procent van de maximale amplitude van het signaal naar 90 procent.

• Valtijd: de tijd die de uitvoer nodig heeft om van 90 procent naar 10 procent amplitude te dalen.

• Piekoverschrijding: Piekoverschrijding is de hoeveelheid waarmee de output zijn stabiele waarde overschrijdt (normaal gesproken tijdens de tijdelijke respons van het systeem).

• Insteltijd: de tijd die de uitgang nodig heeft om zijn stabiele toestand te bereiken.

• Steady State Error: het verschil tussen de werkelijke output en de gewenste output zodra het systeem zijn steady state bereikt