STM32应用（十）经典控制算法PID（单级和串级）原理与代码实现

1、 STM32应（）经典控制算法PID（单级和串级）原理与代码实现章录P（例）： 简单来说，P就是凉了加热，热了加凉。标值，我就增加点，标值，我就减点。（现在）P可能出现的问题： 1.P太，达到标值需要花费很长的时间，且会有稳态误差。2.P太，达到标值时可能会直震荡。I（微分）： 将段时间内的误差累积起来加到输出上，可以消除历史误差对当前实际曲线的影响，提系统的稳定性。 （过去）I可能出现的问题： 1.I太，可以消除稳态误差，但太慢了，对于某些需要很快响应的系统，显然不能满要求。2.I太，累计误差占过，就会出现抖动现象，难以收敛。后调D，将最超调量降到最低。PI：响应速度要求不那么的系统。PD：

2、惯性系统。超调量太。PID：都可以。上将PID原理太多太多了，我的理解也都是参见上的内容。认真看肯定有收获。这个理解就是，单机PID就是稳定速度。需要带位置和度的就要串级PID了。常于平衡车，板球系统等。转速闭环称为串级PID的内环，位置 (度) 闭环称为串级PID的外环。其实也很好理解，位移是速度的积分，只有速度慢慢稳定，位置才能确定。 typedef struct _PIDfloat kp,ki,kd;float error,lastError;/误差、上次误差float integral,maxIntegral;/积分、积分限幅float output,maxOutput;/输出、输出限

3、幅PID;3.1.2 单级PID计算#define LIMIT(x,min,max) (x)=(x)=(max)?(max):(x)/单级pid计算void PID_SingleCalc(PID *pid,float reference,float feedback)/更新数据pid-lastError=pid-error;pid-error=reference-feedback;/计算微分pid-output=(pid-error-pid-lastError)*pid-kd;/计算例pid-output+=pid-error*pid-kp;/计算积分pid-integral+=pid-err

4、or*pid-ki;LIMIT(pid-integral,-pid-maxIntegral,pid-maxIntegral);/积分限幅pid-output+=pid-integral;/输出限幅LIMIT(pid-output,-pid-maxOutput,pid-maxOutput);3.1.3PID初始化void PID_Init(PID *pid,float p,float i,float d,float maxI,float maxOut)pid-kp=p;pid-ki=i;pid-kd=d;pid-maxIntegral=maxI;pid-maxOutput=maxOut;3.1.

5、4 清空PID/清空个pid的历史数据void PID_Clear(PID *pid)pid-error=0;pid-lastError=0;pid-integral=0;pid-output=0;3.2 串级PID3.2.1 初始化串级PID结构体typedef struct _CascadePIDPID inner;/内环PID outer;/外环float output;/串级输出，等于inner.outputCascadePID;3.2.2 串级PID计算 /串级pid计算void PID_CascadeCalc(CascadePID *pid,float angleRef,float

6、 angleFdb,float speedFdb)PID_SingleCalc(&pid-outer,angleRef,angleFdb);/计算外环(度环)PID_SingleCalc(&pid-inner,pid-outer.output,speedFdb);/计算内环(速度环)pid-output=pid-inner.output;4.PID的使在这篇博客的配置下，只需要修改部分代码。以单级PID为例。4.1 定义PID结构体并初始化PID pid;void Motor_Init(void)PID_Init(&pid,10,0,0,1000,1000);HAL_TIM_Encoder_S

7、tart (&htim1, TIM_CHANNEL_ALL);_HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim1,TIM_IT_UPDATE);/开启编码器定时器/开启编码器定时器更新中断,防溢出处理HAL_TIM_Base_Start_IT (&htim6);/开启10ms定时器中断HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);_HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 10000);/开 启PWM/编码器定时器初始值设定为10000motor.loopNum = 0;/防溢出4.2 定义电机速度函数void Motor_Send()floa

8、t output = 0;PID_SingleCalc(&pid, motor.targetSpeed, motor.speed);output = pid.output;if(output 0) /正转_HAL_TIM_SetCompare (&htim2, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t)output);IN1(1);IN2(0);else/反转_HAL_TIM_SetCompare (&htim2, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t)(-output);IN1(0);IN2(1);4.3 在检测霍尔码盘时发送速度给电机if(htim-Instance=htim6.Instance)/10ms中断int16_t pluse = COUNTERNUM - RELOADVALUE/2;motor.totalAngle = pluse + motor.loopNum * RELOADVALUE/2;motor.speed = (float)(motor.totalAngle - motor.lastAngle