[问答]

初试简单的电机速度PID

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 如何去编写简单的PID程序？ PID控制要考虑注意哪些点？ 0
2021-9-18 07:36:41　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × bertvwang 该类别下有 10 个回答。邀请回答纯纯纯牛奶该类别下有 10 个回答。邀请回答幽默该类别下有 9 个回答。邀请回答王伟01 该类别下有 9 个回答。邀请回答笔画张该类别下有 8 个回答。邀请回答 hzp_bbs1 该类别下有 8 个回答。邀请回答偶是糕富帅该类别下有 8 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 8 个回答。邀请回答 tutu304725938 该类别下有 8 个回答。邀请回答 fhbding 该类别下有 8 个回答。邀请回答 dahairenlyy 该类别下有 8 个回答。邀请回答凌晨3点睡该类别下有 8 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 7 个回答。邀请回答苹果派派该类别下有 7 个回答。邀请回答技术牛人小渣子该类别下有 7 个回答。邀请回答 sfafa 该类别下有 7 个回答。邀请回答欲望都市该类别下有 7 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 7 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 7 个回答。邀请回答早知该类别下有 7 个回答。邀请回答举报王萍相关推荐 • 步进电机速度PID调试 7247 • 跪求！！求基于LabVIEW步进电机PID速度控制器的设计 2446 • PID调节后电机速度一直震荡是为什么？ 430 • 340f149用PId控制电机速度 3617 • 如何用PID的串级控制来控制电机？ 1088 • 求助毕业设计基于Labview语言的《交流伺服电机 PID 控制... 3823 • 求助Labview PID算法控制伺服电机 6599 • 直流电机速度与距离 2603 • 模糊pid控制电机转速，速度图怎么仿真出来的？ 8019 • 基于LabVIEW的步进电机PID速度控制器 7214 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 最近一直在学习PID的相关知识，网上有很多心得和口诀，看完过后感觉自己好像是懂了一些，但让自己实践一下又感觉无从下手，举手无措。所以今天我决定，直接上手一个简单的电机速度PID试试。准备阶段一块主控板子我这里刚好有一块原子的mini开发板，所以就用它了。其实任何一块最简单的STM32核心板都能完成功能。一个电机我这里用的是平衡小车之家的减速比30:1的直流减速电机，需要注意的是需要带编码器作为位置反馈一块电机驱动电机驱动这里用的是L298N，使用非常简单。方向控制，其中一个高电平一个低电平就能控制电机转了，假设左边高是正转，那么右边高便是反转，同时为高或同时为低则不转。实际我们是输入两个脉冲波进行控制，脉冲的占空比决定转速。电源供给我这里用的是12V的航模电池，其实学生电源也行，不过单片机是需要3.3伏的电压，没有降压模块的同学可以用u*给板子供电（u是5伏，不过板子上有降3.3伏的芯片），然后注意和航模电池共地就好了 USB转TTL模块（图片来自淘宝）这个用于单片机通过串口向电脑反馈数据，然后通过上位机软件显示波形，便于观察和调试。上位机我这里用的是匿名的科创地面站v4.34。软件可以在他们的官网下载。地址嫌麻烦的也可以直接看运动效果（~ ^_ ^~）电路搭建电路搭建比较简单，简单说一下，航模电池引出两路，一路通过降压模块给开发板和编码器供电，一路连接电机驱动L298N。开发板通过PA9，PA10连接USB转TTL模块。要注意的是电机的接口有6根线，两根是电机+和电机-，两根是编码器电源和地，两根是编码器A相B相。AB相连接PA6和PA7。然后电机驱动的方向控制连接PA0和PA1（图中还没连）。这里的电机+ -，方向的控制引脚，和编码器的AB连接引脚不用固定。只要后面软件设定的正转是你想要的正转就行了，不对就交换下引脚好了。软件搭建 PWM初始化这些就没必要贴了，原子例程里一堆编码器初始化 static void TIM3_Mode_Config（void）//TIM3编码器模式 //PA6 ch1 //PA7 ch2 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM3， ENABLE）; RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA， ENABLE）; //- 正交编码器输入引脚 // PA6 A Pa7 B GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 \| GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init（GPIOA， &GPIO_InitStructure）; /- TIM4编码器模式配置 -/ TIM_DeInit（TIM3）; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;//设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1 ; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit（TIM3， &TIM_TimeBaseStructure）; TIM_EncoderInterfaceConfig（TIM3， TIM_EncoderMode_TI12， TIM_ICPolarity_BothEdge ，TIM_ICPolarity_BothEdge）; //配置编码器模式触发源和极性4倍频 TIM_ICStructInit（&TIM_ICInitStructure）; //配置滤波器 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6; TIM_ICInit（TIM3， &TIM_ICInitStructure）; TIM_ClearFlag（TIM3， TIM_FLAG_Update）;//清除TIM的更新标志位 TIM_ITConfig（TIM3， TIM_IT_Update， ENABLE）; //使能或者失能指定的TIM中断 TIM3-》CNT = 0;//初始值为0 TIM_Cmd（TIM3， ENABLE）; //启动TIM3定时器 } 串口初始化串口初始化比较简单，不过串口通信协议需要按照匿名上位机的写，这个在上位机里有相关协议和例程。定时器初始化假定10ms控制一次简单的PID程序这大概是最简单的PID了 `` PID控制里一定要考虑的（重点）网上的教程，原理讲的很透，但是实际运用起来，有些东西是必须要说明的 1 PWM的重装载值这个值选择100或者10000，同一个函数运行起来，效果绝对是不一样的，本文选择1000（随缘取的，感觉不错，大家也可以选择100，10000，或者其他的~ ^ ^ ~），记住这个值，我们的PID控制输出最高值就应向这个值看齐 2 控制周期这个值也非常重要，它既影响了控制效果（10ms控制一次和1s控制一次是不一样的），也影响了速度反馈的数值。我的速度反馈算法是最简陋的，算一个控制周期里编码器反馈的脉冲数。控制周期我选择 10ms，所以这里速度的单位为（ cnt/10ms） 3 期望值的范围本文的的期望值就是希望得到的速度，这个值不是随便给的，粗略计算一下，假设我们的电机一秒最多能5圈，假设1圈1560个脉冲，那么1s反馈的脉冲数为15605=7800，在10ms里最多78个脉冲，所以我们的期望值应设在 -78到78（小数就不考虑了）之间（单位 cnt/10ms） 4 输出值的范围因为我们的pwm最大值为1000，那么我希望我的PID控制在（0——1200）之间比较合适，略微超出的限下幅就很舒服，假如输出范围为（0——10000），这就不太合理，超过1000的值都被限幅了，相当于整个电机大部分时间都在满转速运动（就变成了开环控制），控制效果就不好了。假如如我期望速度为30，而刚开始的速度反馈为0，那么第一次控制的偏差error就为30，一开始我们确实是希望电机能满电压运行，然后当速度提到7左右的时候，电机加速度就应该慢慢减弱，最后让速度能够平滑地变成10。那么这个Kp值大概多少比较好呢，首先Kp=1.0是没用的，30的pwm连电机都动不了~ … ~，那么10呢，初始输出为300，电机应该处于刚起转的地步，理论上的Kp值应该是10的数倍，不过我也是刚上手，先设个10.0看看效果参数整定东西已经弄好了，我们来试试效果吧试试P=10，i=0，d=0的效果（期望速度为30cnt/10ms）以下部分还待编辑从图中我们可以看到看到，电机在转过3000后往回减了一点，然后就不动了，这说明存在静差。然后计算下时间，从哪开始动到稳定，2305-2168=137（看横坐标），就是1370ms，这便是调整时间。下一步，我们应该按照网上给的口诀，先调整P大到接近等幅震荡。之后，加一些d，你会发现它没那么震荡了，这时候再稍稍调高一下p，如果对系统要求不高，就ok了。这里加一句，p参数形象的理解就是响应速度，d就是阻尼。一个好的系统，既要有不错的响应，也应有适当的阻尼，稳定性才好。至于i，在pd调完之后，加一点，比如p参数的1/100，主要用于减少静态误差，但实际上我们都是动态控制，它可有可无。

2021-9-18 15:03:13 评论举报孔朱磊