直流电机闭环PID控制
作者:神秘网友
发布时间:2020-08-28 23:12:38
直流电机闭环PID控制
直流电机闭环PID控制
PID
P—比例控制系统的响应快速性，快速作用于输出，好比"现在"（现在就起作用，快），I—积分控制系统的准确性，消除过去的累积误差，好比"过去"（清除过去积怨，回到准确轨道），D—微分控制系统的稳定性，具有超前控制作用，好比"未来"（放眼未来，未雨绸缪，稳定才能发展）。当然这个结论也不可一概而论，只是想让初学者更加快速的理解PID的作用。（注1）
资料有很多，可参考
1，https://blog.csdn.net/tingfenghanlei/article/details/85028677
2，https://zh.wikipedia.org/wiki/PID%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8
理论看着很晦涩，敲写代码发现很常规。积分微分只是出来吓人的。注意Kp等参数根据负载特性调节。此代码示例为基础实现，也可增加滤波器优化。
int32_t sp=0,pv=0,pv_1=0,e=0,e_i=0,e_d = 0,out=0;
/* tune according to load characteristics */
float Kp = 20.0;
float Ki = 0.01;
float Kd = 10.0;
sp = 10000;
while (1)
{
//error
pv=TIM2->CNT;
e = sp - pv;
//derivative = e - e_i,in case sp changes,use pv
e_d = pv_1 - pv;
//Integral when error within threshold
if(e < Integral_TH && e > (-1 * Integral_TH)){
e_i += e;
}
if(e_i > Integral_HIGH ){
e_i = Integral_HIGH;
}
else if(e_i < (-1 * Integral_HIGH)){
e_i = -1 * Integral_HIGH;
}
if(e == 0){
e_i = 0;
}
//PID
out = (int32_t)(Kp * e + Ki * e_i + Kd * e_d);
pv_1 = pv;
if(out > PWM_PERIOD ){
out = PWM_PERIOD + 1;
}
else if(out < PWM_LOW && out > 0){
out = PWM_LOW;
}
else if(out < (-1 * PWM_PERIOD)){
out = -1 * PWM_PERIOD - 1;
}
else if(out >(-1 * PWM_LOW) && out < 0){
out = -1 * PWM_LOW;
}
//out to pwm
if(out >= 0){
TIM3->CCR1 = 0;
TIM3->CCR2 = out;
}
else{
TIM3->CCR1 = -1 * out;
TIM3->CCR2 = 0;
}
// printf("OUT:%d|PV:%d|e:%d|e_i:%d\r\n",out,pv,e,e_i);
HAL_Delay(1);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
此篇是基于直流电机增加编码器实现闭环控制，类似的场景还有闭环步进电机（mechaduino），参见https://github.com/jcchurch13/Mechaduino-Firmware。