PID Isıtıcı Kontrol CCS C Rtos PIC18F2550

Sanırım en çok hesap kitap gerektiren konulardan birisi PID kontrol web üzerinde uygulama da pek yok bu projede pic18f2550 mikrodenetleyici üzerine kurulu PID sıcaklık kontrolü yapılmış bilgiler LCD ekran üzerinde gorüntüleniyor.Yazılım CCS C ile hazırlanmış kaynak C kodları var ayrıca proteus isis simülasyon çizimide bulunuyor. Buton bölümünde pid aç kapa, esc, yukarı, aşağı, sağ, sol ve giriş kontrolleri buluyor. Isıtıcı IRL1004 mosfet ile kontrol ediliyor.

Açık/Kapalı veya PID kontrolü arasında seçim yapabileceğiniz, istenen Sıcaklığı (Ayar Noktası) girebileceğiniz, PID parametrelerinden (Kp, Ti, Td) herhangi birini değiştirebileceğiniz bir kontrol paneli (Klavye artı LCD ekran) aracılığıyla yapılandırılabilir bir sıcaklık kontrol sistemi , Değişkenlerin görselleştirilmesi (Mevcut sistem sıcaklığı, İstenen sıcaklık, Kp, Ti, Td) ve etkinleştirilebilen basit bir veri kaydedici (RS232 aracılığıyla sıcaklığı birkaç ms’de bir gönderir) Kontrol edilecek sistem, birlikte gelen Aşırı fırın olacaktır. Proteus, geri bildirim için gerekli fırın sıcaklığını gösterdiği bir terminale sahip olduğundan bu uygulama için mükemmeldir. Simülasyonları daha hızlı yapmak için Over’ı şu şekilde yapılandırıyoruz: 25, 0.7, 1, 1, 100.

Sistem Tanımlaması

Bu durumda, sistemi tanımlamak için 1 voltluk bir adım uygulamanız ve çıkışı belirlemeniz yeterlidir. Her 100ms’de bir veri yakaladım ve bunlarla Matlab’ın ident yardımcı programına girdim. Burada todoPic forumundan blackgat, bu Matlab yardımcı programını kullanarak sistemin nasıl belirleneceğini adım adım açıklıyor. Bu sadece bir örnek, bu yüzden iyi belirlenmiş bir model elde etme konusunda endişelenmeyin, bu durumda sadece bir adım uygulamak zorunda kalmazsınız, birkaç düzeyde bir girdi uygularsınız ve böylece daha yakın bir tahmini sistem elde edersiniz. gerçek olana

Kimlik için, %99,65 tanımlama sağlayan oe221’i seçin. Ts=0.1s için ortaya çıkan sistem modeli: GZ=(0.6566z+0.6145)/(z^2-1.809z+0.8178) D2C uygulayarak sürekli sistem modelini belirliyoruz:

GS=(-0,0027s+140,4)/(s^2+2,011s+0,9723)

Kapalı döngü örnek seçimi

Bu değer sistemin bant genişliği ile yakından ilişkilidir ve makul örnekleme oranları bu değerin 6 ile 10 katı arasındadır. Matlab’de sistemin bode’unu 4.4 Hz bant genişliği vererek belirliyoruz, bununla örnekleme periyodu olarak 0.02 saniye seçiyoruz. (1/10•4.4Hz). C2D ve Ts = 0.02 s kullanarak örneklenmiş sistemi belirliyoruz:

GZ=(0,0276z+0,0274)(z^2-1,96z+0,9606)

Uygulanacak PID kontrolü (Bkz. PID Notu)

Kullanılacak PID kontrolü aşağıdaki gibidir:

Gördüğünüz gibi, anti-windup kontrolü uygulanmış durumda. Sarma efekti, sistemi başlatırken veya çok büyük bir hatanın uzun süre göründüğü başka herhangi bir durumda ortaya çıkar. Bu, hatayı azaltmak için integral terimin artmasına neden olacaktır. Ancak aktüatörümüz sınırlıysa, bununla fırına tek başına uygulayabileceğimiz voltajın (bu durumda) 0 ile 5V arasında olduğunu kastediyorum, doyuma ulaşacak ancak integral terimi büyümeye devam edecek. Hata azaldığında, integral kısım da azalmaya başlayacak, ancak çok yüksek bir değerden, kararlılığa ulaşması uzun zaman alacak ve abartılı büyük dalgalanmalar yaratacaktır.

PID Kontrol Ayarı (PID Ayarı)

Bu durumda, frekans yanıtına dayalı Ziegler-Nichols yöntemini kullanıyorum. Tesis, sistem sönümsüz bir salınım sergileyene kadar kazancını artıran oransal bir regülatör ile geri beslenir, oransal kazancı ve salınım periyodunu belirlerim: Kc=1,4392, tc=0,44s Kp=0,6Kc=0,8635, Ti=0,5 tc= 0.22, Td=0.125tc=0.055 Kurma olmadan ayrık PID transfer fonksiyonu U(z)/E(z)=(q0z^2+q1z+q2)(z(z-1)) Kurma olmadan PID kontrolünde sisotool kullanırız elde edilen sonucu ve ayrıca iyileştirmenin mümkün olup olmadığını görmek için bir araç.

Örneğin, PID kontrolünün sıfırları 0,95 olarak değiştirilerek daha iyi bir sonuç elde edilir; 0,95 ve K=8,57 kazanç. Bu değerler ile yeni PID parametreleri: Kp=0.8142, Ti=0.7609, Td=0.1899

Simulink’te aktüatörün doygunluğunun sahip olduğu etkiyi görebiliriz:

Antiwindup uygulanarak elde edilen sonuç:

Açma/Kapama kontrolü (ya hep ya hiç)

Oldukça basit bir kontrol sistemidir ve adından da anlaşılacağı üzere bu durumda kontrol sinyali fırın sıcaklığı istenilen değerden yüksek ise 0 Volt, istenilen değerden düşük ise 5 Volt olacaktır.

Kaynak: micros-designs.com.ar