带直流电机/编码器的 PID 反馈和位置控制器

Question

我很难让 PID 反馈和定位同时运行。

我计算 RPM 的想法是：

1. 使用中断启动定时器并计数编码器脉冲。
2. 使用一些简单的数学来转换为 RPM。
3. 重置使用的变量并重新开始。

我可以计算 RPM，但我只能在计算后调用我的 PID 控制器（我想等待多长时间才能获得良好的分辨率。）这会导致代码非常混乱。有没有更简单的方法或我缺少的东西？

关于我的申请的信息： 我正在使用直流电机/双磁编码器对 Atmel ATmega328P 进行编程，每转约 600 个脉冲（在减速机之后）。我想调用 GoToTarget(#) 并让电机在更新 PID 参数时转到该位置。此外，它必须是双向的。

Answer 1

您的速度计算计时器和您的 PID 回路计时器应该是同一个东西 - 不是分开的。

不要浪费时间和分辨率将脉冲计数转换为 RPM 中的速度；如果计时器是准确的周期性 - 并且它需要一个稳定的 PID - 那么脉冲计数直接与速度成比例，并且 PID 不关心单位 - 可以通过以下方式调整系数的值。如果您希望设定点速度采用实际单位，请将 转换为每个 PID 周期的等效脉冲数，而不是相反。

你的循环应该是这样的；

for(;;)
{
    WaitTimer() ;
    pulses = pulse_count - previous_pulse_count ;
    previous_pulse_count = pulse_count ;
    control = pid( pulses ) ;
    motor( control ) ;
}

然后你只需要一个中断来计数脉冲 - 它不需要执行任何计算，只需增加一个计数器 - 可能还有一个定时器的中断，这取决于 WaitTimer() 的实现以及这是否是多线程的。

另请注意，如果共享变量 pulse_count 不是原子的，则需要在读取时禁用中断（最好包装在函数中），并且需要将其声明为 volatile。