Controllo della velocità del motore CC utilizzando l'algoritmo PID (STM32F4): 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ciao a tutti, Questo è tahir ul haq con un altro progetto. Questa volta è STM32F407 come MC. Questo è un progetto di fine semestre. Spero ti piaccia.

Richiede molti concetti e teoria, quindi ci addentriamo per primi.

Con l'avvento dei computer e l'industrializzazione dei processi, nel corso della storia dell'uomo, c'è sempre stata la ricerca per sviluppare modi per raffinare i processi e, soprattutto, per controllarli utilizzando le macchine in modo autonomo. Lo scopo è ridurre così il coinvolgimento dell'uomo in questi processi, riducendo l'errore in questi processi. Pertanto, è stato sviluppato il campo dell'"ingegneria dei sistemi di controllo".

L'ingegneria del sistema di controllo può essere definita come l'utilizzo di vari metodi per controllare il funzionamento di un processo o il mantenimento di un ambiente costante e preferito, manuale o automatico. Un semplice esempio potrebbe essere il controllo della temperatura in una stanza.

Per Controllo Manuale si intende la presenza di una persona in un sito che verifica le condizioni presenti (sensore), lo confronta con il valore desiderato (elaborazione) e intraprende le azioni appropriate per ottenere il valore desiderato (attuatore)

Il problema con questo metodo è che non è molto affidabile in quanto una persona è soggetta a errori o negligenza nel suo lavoro. Inoltre, un altro problema è che la velocità del processo avviato dall'attuatore non è sempre uniforme, il che significa che a volte può verificarsi più velocemente del necessario o talvolta può essere lento. La soluzione a questo problema era utilizzare un microcontrollore per controllare il sistema. Il microcontrollore è programmato per controllare il processo, secondo determinate specifiche, collegato in un circuito (di cui parleremo più avanti), alimentato il valore o le condizioni desiderati e quindi controlla il processo per mantenere il valore desiderato. Il vantaggio di questo processo è che non è richiesto alcun intervento umano in questo processo. Inoltre, la velocità del processo è uniforme.

Prima di procedere oltre, è essenziale a questo punto definire varie terminologie:

• Controllo feedback: in questo sistema, l'ingresso in un determinato momento dipende da una o più variabili tra cui l'uscita del sistema.

• Feedback negativo: in questo sistema, il riferimento (ingresso) e l'errore vengono sottratti come feedback e l'ingresso è sfasato di 180 gradi.

• Feedback positivo: In questo sistema, il riferimento (ingresso) e l'errore vengono aggiunti come feedback e l'ingresso è in fase.

• Segnale di errore: la differenza tra l'uscita desiderata e l'uscita effettiva.

• Sensore: dispositivo utilizzato per rilevare una certa quantità nel circuito. Normalmente è posizionato nell'output o ovunque si desideri effettuare alcune misurazioni.

• Processore: La parte del Sistema di Controllo che esegue l'elaborazione in base all'algoritmo programmato. Prende alcuni input e produce alcuni output.

• Attuatore: in un sistema di controllo, un attuatore viene utilizzato per eseguire un evento per eettere l'uscita in base al segnale prodotto dal microcontrollore.

• Sistema a circuito chiuso: un sistema in cui sono presenti uno o più circuiti di feedback.

• Sistema ad anello aperto: un sistema in cui non sono presenti circuiti di feedback.

• Tempo di salita: il tempo impiegato dall'uscita per passare dal 10% dell'ampiezza massima del segnale al 90%.

• Tempo di caduta: il tempo impiegato dall'uscita per scendere dal 90% al 10% di ampiezza.

• Peak Overshoot: Peak Overshoot è la quantità di cui l'uscita supera il suo valore di stato stazionario (normalmente durante la risposta transitoria del sistema).

• Tempo di assestamento: il tempo impiegato dall'uscita per raggiungere il suo stato stazionario.

• Errore di stato stazionario: la differenza tra l'uscita effettiva e l'uscita desiderata una volta che il sistema raggiunge lo stato stazionario