Điều khiển tốc độ của động cơ DC bằng thuật toán PID (STM32F4): 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Chào mọi người, Đây là tahir ul haq với một dự án khác. Lần này là STM32F407 làm MC. Đây là một dự án cuối học kỳ. Hy vọng bạn thích nó.

Nó đòi hỏi rất nhiều khái niệm và lý thuyết nên chúng ta đi vào tìm hiểu nó trước.

Với sự ra đời của máy tính và công nghiệp hóa các quy trình, trong suốt lịch sử loài người, luôn có những nghiên cứu để phát triển các cách tái tạo các quy trình và quan trọng hơn là điều khiển chúng bằng cách sử dụng máy móc một cách tự chủ. Mục đích là để giảm sự tham gia của con người vào các quá trình này, do đó giảm thiểu sai sót trong các quá trình này. Do đó, lĩnh vực "Kỹ thuật hệ thống điều khiển" đã được phát triển.

Kỹ thuật Hệ thống Điều khiển có thể được hiểu là sử dụng các phương pháp khác nhau để kiểm soát hoạt động của một quá trình hoặc duy trì một môi trường ổn định và ưa thích, có thể là thủ công hoặc tự động. Một ví dụ đơn giản có thể là kiểm soát nhiệt độ trong phòng.

Điều khiển bằng tay có nghĩa là sự hiện diện của một người tại địa điểm kiểm tra các điều kiện hiện tại (cảm biến), so sánh nó với giá trị mong muốn (xử lý) và thực hiện hành động thích hợp để đạt được giá trị mong muốn (thiết bị truyền động)

Vấn đề của phương pháp này là nó không đáng tin cậy lắm vì một người dễ mắc lỗi hoặc cẩu thả trong công việc của mình. Ngoài ra, một vấn đề khác là tốc độ của quá trình do cơ cấu chấp hành khởi xướng không phải lúc nào cũng đồng đều, có nghĩa là đôi khi nó có thể xảy ra nhanh hơn yêu cầu hoặc đôi khi có thể chậm. Giải pháp của vấn đề này là sử dụng một bộ vi điều khiển để điều khiển hệ thống. Bộ vi điều khiển được lập trình để điều khiển quá trình, theo các thông số cụ thể, được kết nối trong một mạch (sẽ được thảo luận ở phần sau), được cung cấp giá trị hoặc điều kiện mong muốn và do đó điều khiển quá trình để duy trì giá trị mong muốn. Ưu điểm của quá trình này là không cần sự can thiệp của con người trong quá trình này. Ngoài ra, tốc độ của quá trình là đồng nhất.

Trước khi chúng ta tiếp tục, điều cần thiết tại thời điểm này là giải thích các thuật ngữ khác nhau:

• Kiểm soát phản hồi: Trong hệ thống này, đầu vào tại một thời điểm nhất định phụ thuộc vào một hoặc nhiều biến bao gồm cả đầu ra của Hệ thống.

• Phản hồi tiêu cực: Trong hệ thống này, tham chiếu (đầu vào) và lỗi được trừ đi khi phản hồi và đầu vào lệch pha 180 độ.

• Phản hồi tích cực: Trong hệ thống này, tham chiếu (đầu vào) và lỗi được thêm vào khi phản hồi và đầu vào cùng pha.

• Tín hiệu lỗi: Khoảng cách giữa đầu ra mong muốn và đầu ra thực tế.

• Cảm biến: Một thiết bị được sử dụng để phát hiện một số lượng nhất định trong mạch. Nó thường được đặt trong đầu ra hoặc bất kỳ nơi nào chúng ta muốn thực hiện một số phép đo.

• Bộ xử lý: Phần của Hệ thống điều khiển thực hiện quá trình xử lý dựa trên thuật toán được lập trình. Nó nhận một số đầu vào và tạo ra một số đầu ra.

• Bộ truyền động: Trong Hệ thống điều khiển, bộ truyền động được sử dụng để thực hiện một sự kiện nhằm loại bỏ đầu ra dựa trên tín hiệu do bộ vi điều khiển tạo ra.

• Hệ thống vòng lặp đóng: Một hệ thống trong đó có một hoặc nhiều vòng lặp phản hồi.

• Hệ thống vòng lặp mở: Một hệ thống không có vòng lặp phản hồi.

• Thời gian tăng: Thời gian thực hiện để đầu ra tăng từ 10 phần trăm biên độ tối đa của tín hiệu lên 90 phần trăm.

• Fall Time: Thời gian thực hiện để đầu ra giảm biên độ từ 90 phần trăm xuống 10 phần trăm.

• Tốc độ vượt đỉnh: Tốc độ vượt đỉnh là số lượng mà đầu ra vượt quá giá trị trạng thái ổn định của nó (thường là trong quá trình đáp ứng nhất thời của Hệ thống).

• Thời gian ổn định: Thời gian thực hiện của đầu ra để đạt đến trạng thái ổn định của nó.

• Lỗi trạng thái ổn định: Khoảng cách giữa đầu ra thực tế và đầu ra mong muốn khi Hệ thống đạt trạng thái ổn định