ПИ регулятор ч1.

Автор: callous_vk от 7-05-2013, 21:32, посмотрело: 4655

0
Началось все с необходимости в создании сушилки для плат с нанесенным аэрозольным фоторезистом:
ПИ регулятор ч1.

Для этих целей был собран вот такой нагреватель:
ПИ регулятор ч1.

намотанный нихромовой нитью, при этом потребляемый ток от 12 В блока питания составляет 3,6 А.
Накрывается эта вся конструкция коробочкой, и температура внутри достигает через несколько минут до 70 градусов.
Поскольку такой нагреватель хоть и выполняет свои функции, но был довольно скучен, поэтому было решено собрать ПИД регулятор температуры для данного нагревателя, а точнее ПИ регулятор (atmega пи регулятор).
После некоторых размышлений по поводу ПИД регулирования и взирая на текущую деятельность связаную с мощным и несовсем насосным оборудованием которое управляется частотниками, кстати все они настроены на ПИ регулирование. Собственно температура как и давление не может изменится мгновенно и поэтому Д составляющую было решено выкинуть из системы регулирования.
Мощность в нагрузке будет регулироваться ШИМом так что вообщем ничего особенного, силовой ключ IRFZ44N, управляющий контроллер Atmega8, 4 кнопки, UART для общения с ПК, ЖКИ дисплей 1602 для отображения, DS18B20 для измерения температуры.
ПИ регулятор ч1.

Здесь роль нагрузки выпала на долю двигателя, в жизни там включен нагреватель.
Если со схемой все понятно, то с программой не все так гладко, как хотелось бы.
ПИД в пидивикии
Мы применяем рекуррентную формулу:
ПИ регулятор ч1.

и для своего случая выбрасываем Д составляющую, получаем:
ПИ регулятор ч1.

E(n)=X(n)-X0(n) - невязка;
X(n) - текущее значение параметра;
X0(n) - заданое значение, к которому стремится система;
Kp - коэффициент пропорционального регулятора, задается вручную;
Ki - коэффициент интегрального регулятора, задается вручную;
В грамотной реализации программы для регулятора очень помогло использование хабр
Кроме всех упомянутых по ссылке выше фич и багов, в регуляторе еще организовано ограничение управляющей переменной в пределах 0-255, при попадании текущей температуры в пределы +1/-1 градус, для более быстрого выхода температуры на заданное значение, фактически отбрасывается накопленое значение.

Tn - текущая невязка;
con - вычисляемое заполнение ШИМ, не ограничивается в вычислениях, для корректной работы регулятора;
con1 - рабочее заполнение ШИМ;
con2 - рабочее заполнение ШИМ с учетом ограничения в пределах 0-100% // 0-255;
Для такой системы количество вычислений не большое, что не будет отъедать память контролера и его вычислительные ресурсы.

Хорошо написана программа должна реализовывать переходную характеристику 3 или 4, при правильно настроенных коэффициентах.
ПИ регулятор ч1.

Управление осуществляется 4 кнопками ентер (En), ескейп (Es), плюс (+), минус (-). Подача питания при зажатой кнопке En это вход в меню, где можно настроить температуру уставки и коэффициенты Kp и Ki. Так же для ПК написана програма через которую можно смотреть уставку так и менять ее, а также каждые 2 с при запущенной программе текущая температура записывается в екселевский файл, при отсутствии связи с устройством записываются нули.

Прошивка + файл для протеуса: PI_regulator.rar [58,49 Kb] (cкачиваний: 110)

Категория: Микроконтроллеры

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.