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增量式PID的stm32实现,整定过程

时间:11-28 来源:互联网 点击:

    1. int iError,iincpid;
    2. iError=PIDx->setpoint-nextpoint;//当前误差
    3. iincpid=//增量计算
    4. PIDx->proportion*(iError-PIDx->last_error)
    5. +PIDx->integral*iError
    6. +PIDx->derivative*(iError-2*PIDx->last_error+PIDx->prev_error);
    7. PIDx->prev_error=PIDx->last_error; //存储误差,便于下次计算
    8. PIDx->last_error=iError;
    9. return(iincpid) ;
    10. }

    复制代码


    注释掉的是第一种写法,没注释的是第二种以Kp KI kd为系数的写法,实际结果是一样的。
    处理过程放在了TIM6,溢出周期时间就是是PID里面采样周期(区分于反馈信号的采样,反馈信号采样是1M的频率)
    相关代码:

    1. void TIM6_IRQHandler(void)//采样时间到,中断处理函数
    2. {
    3. if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)//更新中断
    4. {
    5. frequency1=1000000/period_TIM4; //通过捕获的波形的周期算出频率
    6. frequency2=1000000/period_TIM1;
    7. frequency3=1000000/period_TIM2;
    8. frequency4=1000000/period_TIM5;
    9. PID1.sum_error+=(incPIDcalc(&PID1,frequency1));//计算增量并累加
    10. pwm1=PID1.sum_error*4.6875 ; //pwm1 代表将要输出PWM的占空比
    11. frequency1=0; //清零
    12. period_TIM4=0;
    13. PID2.sum_error+=(incPIDcalc(&PID2,frequency2));//计算增量并累加 Y=Y+Y
    14. pwm2=PID2.sum_error*4.6875 ; //将要输出PWM的占空比
    15. frequency2=0;
    16. period_TIM1=0;
    17. PID3.sum_error+=(incPIDcalc(&PID3,frequency3));//常规PID控制
    18. pwm3=PID3.sum_error*4.6875 ; //将要输出PWM的占空比
    19. frequency3=0;
    20. period_TIM2=0;
    21. PID4.sum_error+=(incPIDcalc(&PID4,frequency4));//计算增量并累加
    22. pwm4=PID4.sum_error*4.6875 ; //将要输出PWM的占空比
    23. frequency4=0;
    24. period_TIM5=0;
    25. }
    26. TIM_SetCompare(pwm1,pwm2,pwm3,pwm4);//重新设定PWM值
    27. TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update); //清除中断标志位
    28. }

    复制代码



    上面几个代码是PID实现的关键部分

    整定过程:
    办法有不少,这里用的是先KP,再TI,再TD,在微调。其他的办法特别是有个尼古拉斯法我发现不适合我这个控制对象。
    先Kp,就是消除积分和微分部分的影响,这里我纠结过到底是让Ti 等于一个很大的值让Ki=Kp*(T/Ti)里面的KI接近零,还是直接定义KI=0,TI=0.
    然后发现前者没法找到KP使系统震荡的临界值,第二个办法可以得到预期的效果:即KP大了会产生震荡,小了会让系统稳定下来,当然这个时候是有稳态误差的。
    随后把积分部分加进去,KI=Kp*(T/Ti)这个公式用起来,并且不断调节TI 。TI太大系统稳定时间比较长。
    然后加上Kd=Kp*(Td/T),对于系统响应比较滞后的情况效果好像好一些,我这里的电机反映挺快的,所以Td值很小。
    最后就是几个参数调节一下,让波形好看一点。这里的波形实际反映的是采集回来的转速值,用STM32的DAC功能输出和转速对应的电压,用示波器采集的。

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