second order simulation

บทความนี้เราจะมาพูดถึงการแก้สมการเชิงอนุพันธ์อันดับสองด้วยวิธีระเบียบเชิงตัวเลขด้วยโปรแกรมแลบวิว เมื่อเรามีสมการเชิงอนุพันธ์แล้วหลังจากนั้นให้เราเขียนอยู่ในรูปของปริภูมิสถานะหลังจากนั้นก็กำหนด m,c,k ลงในโปรแกรมจากนั้นก็กดปุ่ม Run เพื่อทำการ simulate
-Free Download Program Code
-Free Download Control

เมื่อ Download แล้วใ ห้แตก File Control แล้วนำไปวางไว้ที่ C/Program file/National Instruements/Labview x.x/vi.lib แล้ววางไว้ใน addons หลังจากนั้นให้ปิดและเปิดโปรแกรมใหม่ แล้วลองคลิกขวาที่ block diagram แล้วไปที่ addons แล้วจะเห็นคำว่า Control สว่น File  (second order simulation) คือ Program code สามารถ run ได้ โดยดูจากตัวอย่าง VDO ด้านล่าง

Kalman Filter Simulation

บทความนี้ผมจะพูดถึงการจำลองการควบคุมความเร็วมอเตอร์ด้วย Discrete Kalman Filter ด้วยโปรแกรม Labview นะครับ สมมุติ ว่าทุกท่านเข้าใจแล้วว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ Plant นั้นเป็นอย่างไรและมีวิธีหาอย่างไรกันแล้วนะครับ เมื่อเราได้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์มาแล้วเราก็นำมันมาเขียนลงใน โปรแกรม Labview ดังรูปด้านล่าง

 

รูปที่.1

จากรูปที่ 1. ก็คือแบบจำลองของมอเตอร์ที่อยู่ในรูปของปริภูมิสถานะ

xd1=x2

xd2=-0.668x2+0.9981u โดยที่ x1 คือ ตำแหน่งของเพลา และ x2 คือความเร็วเชิงมุมของเพลามอเตอร์

ต่อไปเราก็จะมาดู Controller ที่ได้จากการออกแบบ แบบ Pole Placement u=-kx

 

รูปที่.2

รูปที่2. ก็คือสมการ การควบคุมระบบที่ได้ออก แบบไว้ก่อนหน้านี้แล้วผมจะไม่กล่าวถึงขั้นตอนการหานะครับ out put ที่ออกจาก block นี้ก็คือสัญญาณควบคุมเพื่อที่จะไปสั่งให้มอเตอร์ทำงานนั้นเองส่วนสัญญาณ input ก็คือ มุม และความเร็วเชิงมุมของมอเตอร์ แต่ในที่นี้เราไม่สามารถวัดความเร็วเชิงมุมของมอเตอร์ได้ เราก็เลยทำการประมาณ ความเร็วเชิงมุมของมอเตอร์ ด้วย Discrete Kalman filter และก็เขียนสมการ Kalman ในโปร Labview ดังรูปด้านล่างนี้

 

รูปที่.3

รูปที่3.ก็คือสมการ Kalman Filter เพื่อที่ทำการประมาณความเร็วเชิงมุมของมอเตอร์ x2

 เมื่อเรานำเอาทั้งสามส่วนมารวมกันเราก็จะได้ระบบควบสมบูรณ์ ดังรูปด้านล่าง

 ส่วน vdo ด้านล่างคือผลของการ Sim

DOWNLOAD CODE
DOWNLOAD CONTROL TOOL
DOWNLOAD DRIVER


ให้แตก File Control แล้วนำไปวางไว้ที่ C/Program file/National Instruements/Labview x.x/vi.lib แล้ววางไว้ใน addons หลังจากนั้นให้ปิดและเปิดโปรแกรมใหม่

เครื่องซีลถุงน้ำแข็ง

จากรูปด้านข้าง คือ ตู้ควบคุมเครื่องซีลถุงน้ำแข็งกึ่งอัตโนมัติ โดยใช้ตัวประมวลผลแบบ Micro controller PIC18F4431 แล้วนำ output ไปสั่งงาน Relay เพื่อเพื่อเป็นสะพานให้ไฟ 220 AC ผ่านและนำไปต่อเข้าโหลด และทำงานตาม sequence ที่ออกแบบ

ส่วนวีดีโอด้านล่างคือ การนำตู้ควบคุมไปต่อใช้งานกับเครื่องจริง โดยมีขั้นตอนการทำงานดังนี้
1. solenoid_1 ทำงานเพื่อบีบถุงน้ำแข็ง
2.solenoid_2 ทำงานเพื่อเขย่าถุงน้ำแข็งเพื่อให้น้ำแข็งใหลเข้าถุงอย่างสะดวกแล้วในขณะเดียวกันก็สั่งงานให้มอเตอร์ลำเรียงน้ำแข็งเพื่อมารอใส่ถุงต่อไป
3.solenoid_3 ทำงานเพื่อที่จะซีลถุงน้ำแข็งและในขณะเดียวกัน controller ก็สั่ังให้ heater ทำงาน
4.solenoid_4 ทำงานเพื่อผลักถุงน้ำแข็งออก
สิ้นสุดการทำงาน

โดยทีมงานชั้นสาม เครื่องกลบางมด
MECHANICAL ENGINEERING KMUTT
1.นายสามารถ พรมประเสริฐ
2.นายศรายุทธ หัสนัย