THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN PID
3.2. Bộ điều khiển tốc độ mô-tơ theo luật PID ghép nối máy vi tính 1 Thiết kế hệ thống ghép nối máy tính điều khiển mô-tơ DC
3.2.1. Thiết kế hệ thống ghép nối máy tính điều khiển mô-tơ DC
Hệ thống điều khiển tốc độ mô-tơ theo luật PID đã được thiết kế phát triển trên cơ sở kỹ thuật ghép nối máy tính với các cổng vào/ra số và các bộ định thời (timer) chính xác. Sơ đồ phần cứng của hệ thống được chỉ ra trên hình 3.19.
Hình 3.19. Sơ đồ phần cứng ghép nối bộ điều khiển PID.
Việc phát và biến đổi độ rộng chuỗi xung điều khiển tốc độ quay mô-tơ được thực hiện trên bộ đếm C2 của chip PIT-8254. Các đặc điểm kỹ thuật của chip được nêu trong phần Phụ lục 1. Chuỗi xung được xuất ra từ OUT2 của bộ đếm C2, có mức lôgic TTL, tần số cỡ 2,5 KHz, được điều chế độ rộng xung WPM (Width Pulse Modulation). Chuỗi xung này được đưa tới lối vào mạch cầu H, từ đó cấp dòng điện xung công suất lớn cho quay mô-tơ. Tốc độ mô-tơ thay đổi do độ rộng xung được biến đổi. Bộ lập mã quang (Encoder) gắn với trục quay mô-tơ xuất ra 500 xung /1 vòng quay. Tín hiệu này được cấp ngược trở về lối vào CLK1 của bộ đếm C1 chip PIT-8254 dùng để đo tốc độ quay của mô-tơ (bằng số xung đếm được/500). Tốc độ quay hiện tại này được so sánh trong chương trình phần mềm với tốc độ đặt. Độ lệch sẽ được làm thông số cho mô- đun thực hiện thuật toán PID để điều khiển trở lại độ rộng xung WPM.trong bộ đếm C2.
Về phần mềm, trong trường hợp này máy vi tính cùng bản mạch ghép nối PIT- 8254 đóng vai trò một thiết bị ảo (virtual instruments) với các mô-đun được phát triển như trình bày trên hình 3.20. Để thực hiện sơ đồ này, các mô-đun phần mềm sau đã được phát triển trên ngôn ngữ hình tượng LABVIEW chạy trong Windows-98:
Mạch cầu H Mô-tơ Cảm biến tốc độ (bộ lập mã quang) PC Timer 8254 (C2) CLK1 OUT2 Tải Timer 8254 (C1) sóng WPM
Hình 3.20. Sơ đồ các mô-đun phần mềm chương trình điều khiển PID.