Conception et construction d'un banc d'essai didactique pour les régulateurs P, PI et PID

Abstract

This project was focused on designing and developing a didactic platform for students to learn about PID control systems, using the ESP32 microcontroller. The system consists of an HC-SR04 ultrasonic distance sensor, a brushless direct current (BLDC) motor with an electronic speed controller (ESC), and a web-based user interface for real-time monitoring and controlling the operation of the motor. The experimental evaluation of three different modes of control (P, PI, and PID) provided an analysis of how each of these types of control affects the performance of the system. The results of this work demonstrated that the PI controller yielded the best compromise of accuracy, stability, and response time. The project also included an entrepreneurial component in the form of a Business Model Canvas (BMC) and Business Plan (BP), demonstrating the potential for this product to be commercially available as an educational solution for colleges and trade schools. Keywords: PID controller; ESP32 microcontroller; automated control; didactic platform; Embedded Systems; Real Time Monitoring. ملخص لتعلم أنظمة (PID (ركز هذا المشروع على تصميم وتطوير منصة تعليمية لطالب الهندسة الكهربائية واإللكترونية يتكون النظام من مستشعر مسافة 32.ESP ، باستخدام وحدة التحكم الدقيقة(PID (التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي مزود بوحدة تحكم إلكترونية في السرعة (BLDC (، ومحرك تيار مستمر بدون فرش04SR-HC فوق صوتي ، وواجهة مستخدم عبر اإلنترنت لمراقبة تشغيل المحرك والتحكم فيه في الوقت الفعلي(ESC( تحلي لكيفية تأثير كل نمط منها على أداء النظام. ًال (PID، وPI، P (أتاح التقييم التجريبي لثالثة أنماط تحكم مختلفة .حققت أفضل توازن بين الدقة واالستقرار وسرعة االستجابة PI وأظهرت نتائج هذا العمل أن وحدة التحكم ، مما يُبرز إمكانية طرح (BP (وخطة عمل (BMC (كما تضمن المشروع جانبًا رياديًا في شكل نموذج عمل تجاري .هذا المنتج تجاريًا كحل تعليمي للكليات والمعاهد المهنية ؛ تحكم آلي؛ منصة تعليمية؛ أنظمة مضمنة المراقبة 32ESP ؛ وحدة تحكم دقيقةPID الكلمات المفتاحية: وحدة تحكم .اآلنية

RÉSUMÉ Ce projet visait à concevoir et développer une plateforme didactique permettant aux étudiants d'apprendre les systèmes de contrôle PID à l'aide du microcontrôleur ESP32. Le système comprend un capteur de distance ultrasonique HC-SR04, un moteur à courant continu sans balais (BLDC) avec un contrôleur de vitesse électronique (ESC) et une interface utilisateur web pour la surveillance et le contrôle en temps réel du fonctionnement du moteur. L'évaluation expérimentale de trois modes de contrôle différents (P, PI et PID) a permis d'analyser l'influence de chacun sur les performances du système. Les résultats ont démontré que le contrôleur PI offrait le meill