كيفية رسم مخطط التدفق لنظام التحكم في تروس التوجيه ثنائي المحور. سيساعدك فهم هذا المخطط على تجنب الانعطافات.

الأصدقاء الذين يشاركون في المحور المزدوجمضاعفاتيعلم التطوير أن الخوف الأكبر ليس من عدم إمكانية كتابة الكود، ولكن في مواجهة مجموعة من الكابلات والمحركات، لا يمكن توصيل منطق التحكم في العقل على الإطلاق. اليوم سنتحدث عن "مخطط تدفق نظام التحكم في تروس التوجيه ثنائي المحور"هذا يسبب الصداع لكثير من الناس، ويساعدك على تحطيم هذا الجوز الصلب.

هل سبق لك أن مررت بهذا النوع من الخبرة؟ يمكن للمحرك أن يدور ويمكن للمستشعر القراءة، لكن المحورين عالقان عندما يعملان معًا؟ في الواقع، تكمن المشكلة في كثير من الأحيان في أننا لا نملك خريطة واضحة لعملية التحكم بأكملها. بدون هذا المخطط الانسيابي، سيكون الأمر مثل دخول مدينة غريبة بدون ملاحة. إذا اتخذت خطوة واحدة في كل مرة، فمن الطبيعي أن كفاءتك لن تتحسن.

ما الذي يتحكم فيه التحكم ثنائي المحور بالضبط؟

الحديث عن المحور المزدوجمضاعفاتs، فهي تتحرك فعليًا في الاتجاهين الأفقي والرأسي في نفس الوقت. يمكنك التفكير في الأمر على أنه إضافة عقل إلى المحور المحوري، الأمر الذي يتطلب منه متابعة الهدف أفقيًا والاستمرار في التصويب عموديًا. من الأخطاء الشائعة التي يرتكبها العديد من المبتدئين هو تصحيح المحورين بشكل منفصل. ونتيجة لذلك، كل شيء يسير على نحو خاطئ بمجرد ربطهما.

يجب أن يقوم نظام التحكم الموثوق حقًا بدمج إشارات المحورين في نفس المجموعة المنطقية. بمعنى آخر، يجب أن يشير المخطط الانسيابي بوضوح إلى كيفية استجابة المحور الرأسي عندما يتلقى المحور الأفقي أمرًا بزاوية معينة. إنه مثل قائد الفرقة الذي لا يستطيع السماح لعازف الدرامز وعازف الجيتار بلعب دورهما.

من أين تبدأ في الخطوة الأولى من المخطط الانسيابي

عندما أحصل على مشروع جديد، عادةً ما أبدأ بإشارة الإدخال. المدخلات الأكثر أهمية للمحور المزدوجمضاعفاتغالبًا ما يكون النظام إشارة PWM من جهاز التحكم عن بعد أو قيمة الزاوية المرسلة من المنفذ التسلسلي. عند رسم مخطط التدفق، يجب تحديد نقطة البداية بوضوح مع مصدر الإشارة، سواء كانت قراءة المقاطعة الطرفية أو استقصاء المؤقت.

دائمًا ما يتعثر بعض الأصدقاء في البداية لأنهم لا يفهمون من أين تأتي البيانات وبأي تنسيق. على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم STM32 كعنصر تحكم رئيسي، فيجب عليك وضع علامة واضحة على مخطط التدفق على منافذ الإدخال والإخراج المسؤولة عن استقبال الإشارات، والمكان الذي تشير إليه المخارج التي تفشل في التحقق من البيانات. بمجرد أن يصبح المدخل خاليًا، سيكون المنطق الكامن وراءه سلسًا.

أين يتم وضع الخوارزمية الأساسية في المخطط الانسيابي؟

تعد خوارزمية PID هي قلب التحكم ثنائي المحور، لكن العديد من الأشخاص يرسمون ببساطة مربعًا ويكتبون "حساب PID" في مخططات التدفق الخاصة بهم، وهو غير كافٍ على الإطلاق. سيفصل مخطط التدفق الفعال حقًا الروابط الثلاثة لـ PID ويحدد بوضوح متى يتم حساب الحد التناسبي، ومتى يكون التكامل محدودًا، ومنه يتم أخذ عينات الحد التفاضلي.

انتبه أيضًا إلى الأولوية بين المحورين. على سبيل المثال، هل تقوم بحساب المحور الرأسي بعد استقرار المحور الأفقي، أم تقوم بمعالجة المحورين بالتوازي. يؤثر هذا التسلسل بشكل مباشر على ما إذا كان المحور المحوري "سيومئ برأسه" عند التحرك بسرعة عالية. يمكن أن يساعدك استخدام مربعات الحكم المعينية لتحديد الشروط ذات الأولوية في المخطط الانسيابي في العثور على العديد من الأخطاء المخفية مسبقًا.

كيفية رسم معالجة الاستثناء

ما هو أكثر ما تخاف منه عند بناء نظام التحكم؟ هذه هي حالات الطوارئ مثل توقف المحرك وانقطاع جهاز الاستشعار. لا يمكن للمخطط الانسيابي الجيد أن يرسم العملية العادية فحسب، بل يجب أن يفتح فرعًا لرسم معالجة الاستثناءات. على سبيل المثال، يمكنك رسم وحدة "اكتشاف الأخطاء" بجوار الحلقة الرئيسية، والانتقال إلى عملية إيقاف التشغيل بمجرد تجاوز التيار للحد الأقصى.

لقد رأيت العديد من المهندسين الذين لديهم مخططات تدفق جميلة، لكن المؤازرة اهتزت مثل القشر بمجرد تشغيل الطاقة. في النهاية، تم اكتشاف أن مفتاح الحد لم ينعكس في مخطط التدفق على الإطلاق. يوصى بوضع علامة واضحة على الرسم التخطيطي حيث يجب التحقق من الحد الناعم والحد الثابت على التوالي، وإذا فشل الفحص، سواء كان يجب قطع الطاقة مباشرة أو إجراء العودة إلى الإجراء المركزي.

كيفية مقارنة المخطط الانسيابي عند ضبط المعلمات فعليًا

مخطط التدفق ليس شيئًا يمكن إلقاؤه في الخزانة لتجميع الغبار بعد رسمه. يجب أن يكون مخططًا للتنقل لضبط المعلمات. على سبيل المثال، عند ضبط معلمات PID، يمكنك إلقاء نظرة على المخطط الانسيابي خطوة بخطوة: فرع الحكم الذي سيتأثر بضبط المعامل التناسبي، وما إذا كان سيؤدي إلى تحيز رابط التكامل. بهذه الطريقة، يعد تعديل المعلمة أمرًا هادفًا وليس مسألة حظ.

بالإضافة إلى ذلك، يعد استخدام المخططات الانسيابية لاستكشاف المشكلات وإصلاحها أمرًا فعالاً بشكل خاص. بمجرد أن واجهت انجراف نقطة الصفر في المؤازرة، أخذت المخطط الانسيابي واتبعته، ووجدت أن رابط "قيمة معايرة القراءة" مفقود في جزء التهيئة، وتم إصلاحه بسرعة. لذلك، تعد المخططات الانسيابية أداة منقذة للحياة بالنسبة لنا للمشاركة في التطوير المضمن.

شارك إحدى عاداتي في الرسم

بعد رسم مخططات تدفق التحكم لسنوات عديدة، أعتقد أن الطريقة الأكثر عملية هي رسم كل محور كمهمة مستقلة، وأخيراً استخدام خطوط المزامنة لربط نقاط التقاطع بين المحورين. على سبيل المثال، بعد جمع البيانات على كلا المحورين الأفقي والرأسي، يتم استخدام وحدة "تحويل الإحداثيات" لدمج البيانات من المحورين.

هناك خدعة صغيرة أخرى تتمثل في تحديد كل وحدة في المخطط الانسيابي مع وقت التنفيذ المقدر. على سبيل المثال، تم تحديد "القراءة" بـ 5 ميكروثانية، وتم تحديد "عملية PID" بـ 3 ميكروثانية، حتى تتمكن من رؤية الرابط الذي يمثل عنق الزجاجة في لمحة سريعة. خاصة بالنسبة للأنظمة ثنائية المحور، إذا استغرق حساب المحور الأفقي وقتًا طويلاً، فسوف تتأخر استجابة المحور الرأسي. من المفيد بشكل خاص تحديد هذه التفاصيل بوضوح في الرسم التخطيطي.

عندما ترى هذا، قد تسأل، لقد صادف أن لدي مشروعًا ثنائي المحور في متناول اليد. هل يمكنني رسم مخطط انسيابي قياسي بناءً على فكرتك؟ في الواقع، تختلف متطلبات كل مشروع، لكنها تبقى كما هي. طالما أنك تفهم الخطوط الرئيسية الثلاثة لتدفق الإشارة ومنطق الخوارزمية ومعالجة الاستثناءات، فلن ينحرف مخطط التدفق الخاص بك. في رأيك، في المشاريع الفعلية، ما الرابط الموجود في المخطط الانسيابي من المرجح أن يسبب مشاكل في التنسيق ثنائي المحور؟ مرحبًا بك في الدردشة حول تجربتك في منطقة التعليقات. إذا كنت تعتقد أن محتوى اليوم قد ألهمك، فلا تنس أن تعطيه إعجابًا ودعمًا~