msp432快速入门第十二节之电机闭环

  PID的是典型的误差反馈控制系统,是古典控制理论中最为常见的一种控制方法,而且至今仍被广泛使用,对于电机的闭环控制,我使用增量式PID进行控制,设定的采集以及计算时间为100ms,电机的输出PWM范围为0-10000,方向使用电平单独控制,在这个控制过程中仅仅使用了PI两项,并没有使用D项,PI控制电机的效果比较理想。

//普通速度环 基本速度控制
//简易增量式PID
typedef struct
{
	int16 exval;
	int16 nowval;
	float kp;
	float ki;
	float kd;
	int16 nowError;
	float increase;
	int16 lastError;
	int16 beforError;
	int16 out;
	float maxout;
	float minout;
}SpeedPIDTypedef;

extern SpeedPIDTypedef SpeedPIDLeft,SpeedPIDRight;


void pid_param_init(void);
int16 SimpleIncremental_PID(SpeedPIDTypedef *pid,int16 _exval,int16 _nowval);

void pid_param_init(void)
{
	SpeedPIDLeft.maxout = 10000;
	SpeedPIDLeft.minout = -10000;
	SpeedPIDLeft.kp = 0.0f;
	SpeedPIDLeft.ki = 0.0f;
	SpeedPIDRight.maxout = 10000;
	SpeedPIDRight.minout = -10000;
	SpeedPIDRight.kp = 0.0f;
	SpeedPIDRight.ki = 0.0f;
}




SpeedPIDTypedef SpeedPIDLeft,SpeedPIDRight;
int16 SimpleIncremental_PID(SpeedPIDTypedef *pid,int16 _exval,int16 _nowval)
{
	//运算
	pid->exval = _exval;
	pid->nowval = _nowval;
	//当前误差
	pid->nowError =  pid->exval - pid->nowval;
	//增量
	pid->increase = 
		pid->kp * (float)(pid->nowError - pid->lastError) +
		pid->ki * (float)pid->nowError +
		pid->kd * (float)(pid->nowError - 2 * pid->lastError + pid->beforError);
	//更新误差
	pid->lastError = pid->nowError;
	pid->beforError = pid->lastError;
	pid->out += (int16)pid->increase;
	//限制幅度
	pid->out = range_protect(pid->out,(int32)pid->minout,(int32)pid->maxout);
	//输出
	return pid->out;
}

void Speed_Control(void)
{
	
	Read_Encoder();
	
	pwm_r = SimpleIncremental_PID(&SpeedPIDRight,speed_r,encoder1_val);
	
	pwm_l = SimpleIncremental_PID(&SpeedPIDLeft,speed_l,encoder0_val);
	
	SpeedSet(pwm_l,pwm_r);
}

调试时首先将各项数值置零，对于增量型PI控制器可以先从I项开始调整，先给I项一个较小的数值，然后逐渐增大，直到开始轻微震荡，然后把数值调整到震荡数值的2/3即可,然后需要调整P项,也是跟I项调整方式差不多,主要是利用I项快速跟随误差,利用P项抑制超调。
放一张调试图: