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標題: 飛思卡爾控制電機PID算法代碼解析 [打印本頁]
作者: kbs2008    時間: 2017-12-9 22:11
標題: 飛思卡爾控制電機PID算法代碼解析
PID實指“比例proportional”、“積分integral”、“微分derivative” , 這三項構成PID基本要素。每一項完成不同任務對系統功能產生不同的影響。 搞軟件的往往對硬件不屑 ,卻忘了軟件再牛B也是為硬件服務的 , PID的數字化算法就完全是為硬件而生的 , 這是控制電機算法的一個難點 , 沒有一定的對軟硬件的理解 , 就連調試裝定PID參數都會很為難 ! 飛思卡爾智能車項目里面就會用到PID算法 , 比如車爬坡和平地連續拐彎時 , 代碼里面沒有PID算法 , 控制和驅動起來就會很拙急 , 對不對 ? 不過 ,搞清楚問題還是有個前提的 , 那就是懂點微積分 , 不會微積分嘛 , 下面的內容無需關注

實際上 , PID算法的應用基礎始于對PCB板上的運放的PID參數進行調校 , P對應于運放增益  ; I 就是運放輸入和輸出端之間接一個電容引入反饋 , 就是控制器的輸出與輸入誤差會積累起來影響輸出 ;  D 就是運放輸入端串接一個電容 ,起的微分作用是阻止輸出與輸入誤差的變化 .  結合示波器來觀察控制電機的PID參數設定的話 , 網上有一首詩 , 它就代表我的心聲了 :

參數整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分，最后再把微分加
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
曲線偏離回復慢，積分時間往下降
曲線波動周期長，積分時間再加長
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來
動差大來波動慢，微分時間應加長
理想曲線兩個波，前高后低四比一
一看二調多分析，調節質量不會低 !

下面貼段代碼 (真的是僅供參考):
  1.     #include <mc9s12dg128.h> /* derivative information */
  2.     /*******************************************************************
  3.     * 宏定義
  4.     **********************************************************************************/
  5.     #define STABMAX 50
  6.     #define SENSORNUM 8
  7.     #define SAMPLETIMES 5
  8.     /********************************************************************
  9.     FUNCTION PROTOTYPES
  10.     ********************************************************************/
  11.     int CalculateP(void);
  12.     float CalculatePID(void);
  13.     /********************************** PID控制程序 *******************/
  14.     struct CARSTATE
  15.     {
  16.     int E0;
  17.     int E1;
  18.     int E2;
  19.     int E3;
  20.     float Integral;
  21.     }CarState;
  22.     /*
  23.     ********************************************************************
  24.     * 初始化PID參數
  25.     ********************************************************************/
  26.     void Init_PID()
  27.     {
  28.     CarState.E0 = 0;
  29.     CarState.E1 = 0;
  30.     CarState.E2 = 0;
  31.     CarState.E3 = 0;
  32.     CarState.Integral = 0;
  33.     }
  34.     /*
  35.     ********************************************************************
  36.     * 信號處理函數
  37.     * 程序描述: 對傳感器采集過來的數據進行處理，得到一些基本的計算參數

  39.     ********************************************************************/
  40.     int SignalProcess( unsigned int signal )
  41.     {
  42.     const int BitValue[8] = {43,26,12,6,-6,-12,-26,-43}; //MAX:28
  43.     int i,CurrPoint=0,LastPoint=0,BitNum=0;
  44.     unsigned char SignalBit[8];
  45.     for(i=0;i<8;i++)
  46.     {
  47.     SignalBit = signal & 0x0001;
  48.     BitNum += SignalBit;
  49.     signal >>= 1;
  50.     }
  51.     switch(BitNum)
  52.     {
  53.     case 1:
  54.     for(i=0;i<8;i++)
  55.     if(SignalBit != 0)
  56.     CurrPoint += BitValue;
  57.     CarState.E0 = CurrPoint;
  58.     break;
  59.     case 2:
  60.     for(i=0;i<8;i++)
  61.     if(SignalBit != 0)
  62.     CurrPoint += BitValue;
  63.     CurrPoint >>= 1;
  64.     CarState.E0 = CurrPoint;
  65.     break;
  66.     default:
  67.     CarState.E0 = CarState.E1;
  68.     break;
  69.     }
  70.     return CalculateP()*100;
  71.     }
  72.     /*******************************************************************
  73.     * PID計算函數

  75.     * 程序描述: 計算P參數

  77.     ********************************************************************/
  78.     int CalculateP(void)
  79.     {
  80.     CarState.E1 = CarState.E0;
  81.     return((int)CarState.E0);
  82.     }

  84.     /*
  85.     ***********************************************************************************
  86.     * PID計算函數
  87.     *
  88.     * 程序描述: 對傳感器采集過來的數據進行處理，得到一些基本的計算參數
  89.     *
  90.     ******************************************************************* ***************/
  91.     float CalculatePID(void)
  92.     {
  93.     float P, I = 0, D;
  94.     /* parameter const */
  95.     float Kp = 1.0, Ki = -0.0002, Kd = -0.0002;
  96.     /* P parameter */
  97.     P = CarState.E0 * Kp;
  98.     /* I parameter */
  99.     if(P+I<2)
  100.     {
  101.     CarState.Integral += Ki * CarState.E0;
  102.     I = CarState.Integral;
  103.     }
  104.     /* D parameter */
  105.     D = Kd * ( CarState.E0 + 3*CarState.E1 - 3*CarState.E2 - CarState.E3 )/6.0;
  106.     CarState.E3 = CarState.E2;
  107.     CarState.E2 = CarState.E1;
  108.     CarState.E1 = CarState.E0;
  109.     return (P+I+D);
  110.     }
復制代碼



作者: LRX1113100356    時間: 2018-1-8 16:16
不錯。很實用
作者: LRX1113100356    時間: 2018-1-8 16:17
不錯，很實用



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