Control de velocitat del motor de corrent continu mitjançant l'algorisme PID (STM32F4): 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Hola a tothom, Això és tahir ul haq amb un altre projecte. Aquesta vegada és STM32F407 com a MC. Es tracta d’un projecte de final de meitat de semestre. Espero que t'agradi.

Requereix molts conceptes i teoria, de manera que ens endinsem primer.

Amb l’aparició dels ordinadors i la industrialització dels processos, al llarg de la història de l’home, sempre s’ha investigat per desenvolupar maneres de refinar els processos i, el que és més important, per controlar-los utilitzant màquines de forma autònoma. L’objectiu és reduir la participació de l’home en aquests processos, reduint així l’error en aquests processos. Per tant, es va desenvolupar el camp de la "Enginyeria de sistemes de control".

Es pot definir que l'Enginyeria de sistemes de control utilitza diversos mètodes per controlar el funcionament d'un procés o el manteniment d'un entorn constant i preferit, ja sigui manual o automàtic. Un exemple senzill podria ser el de controlar la temperatura d’una habitació.

Control manual significa la presència d’una persona en un lloc que comprova les condicions actuals (sensor), el compara amb el valor desitjat (processament) i pren les accions adequades per obtenir el valor desitjat (actuador)

El problema d’aquest mètode és que no és molt fiable ja que una persona és propensa a errors o negligències en el seu treball. A més, un altre problema és que la velocitat del procés iniciat per l'actuador no sempre és uniforme, és a dir, de vegades pot ocórrer més ràpid del que es requereix o de vegades pot ser lent. La solució d’aquest problema va ser utilitzar un microcontrolador per controlar el sistema. El microcontrolador està programat per controlar el procés, segons determinades especificacions, connectat en un circuit (que es parlarà més endavant), alimentarà el valor o les condicions desitjades i, per tant, controla el procés per mantenir el valor desitjat. L’avantatge d’aquest procés és que no es requereix cap intervenció humana en aquest procés. A més, la velocitat del procés és uniforme.

Abans de continuar, és essencial en aquest moment definir diverses terminologies:

• Control de comentaris: en aquest sistema, l'entrada en un moment determinat depèn d'una o més variables, inclosa la sortida del sistema.

• Feedback negatiu: en aquest sistema, la referència (entrada) i l'error es resten com a retroalimentació i l'entrada estan desfasats a 180 graus.

• Feedback positiu: en aquest sistema, la referència (entrada) i l'error s'afegeixen a mesura que el feedback i l'entrada estan en fase.

• Senyal d'error: la diferència entre la sortida desitjada i la sortida real.

• Sensor: dispositiu que s’utilitza per detectar una quantitat determinada al circuit. Normalment es col·loca a la sortida o a qualsevol lloc on vulguem prendre algunes mesures.

• Processador: la part del sistema de control que realitza el processament en funció de l'algorisme programat. Presa algunes entrades i produeix algunes sortides.

• Actuador: en un sistema de control, s'utilitza un actuador per realitzar un esdeveniment per a ectar la sortida en funció del senyal produït pel microcontrolador.

• Sistema de bucle tancat: sistema en què hi ha un o més bucles de retroalimentació.

• Sistema de bucle obert: sistema en què no hi ha cap bucle de retroalimentació.

• Rise Time: el temps que triga la sortida a augmentar del 10 per cent de l'amplitud màxima del senyal al 90 per cent.

• Temps de caiguda: el temps que triga la sortida a caure del 90% al 10% d'amplitud.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot és la quantitat en què la sortida supera el seu valor d'estat estacionari (normalment durant la resposta transitòria del sistema).

• Temps de resolució: el temps que triga la sortida a arribar al seu estat estacionari.

• Error d'estat estacionari: la diferència entre la sortida real i la sortida desitjada un cop el sistema arriba al seu estat estacionari