基于c8t6的平衡小车（CubeMX+MDK）(3)PID电机控制

目录

• 编码器
  • 增量式编码器
• PID算法
  • • 比例系数Kp
    • 积分系数Ki
    • 微分系数Kd
  • 位置式PID
  • 增量式PID

编码器

增量式编码器

C1和C2引脚产生A相B相方波，方波的相位差（当C1为上升沿时候，C2的电平状态）指示了旋转方向（车轮正反转），对脉冲计数得出车轮速度

• 使用TIM2和TIM3配置为encode Mode，连接电机编码器的C1C2方波输出引脚
• 使用TIM4的CH1CH2

PID算法

PID(proportion integration differentiation)指比例，积分，微分控制闭环控制算法

• target
• actual
• error
• out
  error = target - actual
  out =Kp * F(error)+ Ki * G(error) + Kd * H(error)
  就是P比例，I积分，D微分

比例系数Kp

errorKp 为补偿值P， u+actual=New_actual,得出New_error,New_errorKp=New_P,依次补偿。
可以看到，Kp越大，系统相应越快，越快接近target,但是会导致超调，甚至在target附近震荡剧烈。
一些情况下，单纯的比例控制会导致稳态误差：系统的自发偏移值等于补偿值，导致系统始终保持当前误差不变

积分系数Ki

用于消除稳态误差，因为积分项的存在使得out逐渐增大，不会始终与偏移值相等
Ki越大，积分项权重越大，表示稳态误差消失的快，但是系统的滞后性也会增大

微分系数Kd

微分项用来阻止误差剧烈变化，本身不改变误差变化，但是可以预测未来误差大小，增加系统阻尼。
注意：Kd变大会使得系统一卡一卡的

!!!然后，上价值！！！

连续性PID公式离散化得到位置式PID和增量式PID
还有其他PID：积分分离式PID、变速积分PID、不完全微分PID、微分先行PID、死区控制PID等

位置式PID

根据新的error 给出新的out
设置采样时间为T
I积分项近似：T和总error的积
D微分项近似：error的差与T的商
位置式PID的优点是静态误差小，缺点是计算量很大，累计误差较大，如果系统故障，容易出现积分饱和的问题，使系统失控.
位置式PID适用于被控对象没有积分功能的情况

增量式PID

根据新的error，给出∆out
优点是当系统出现故障时，影响较小，因为输出量只和过去的三次误差有关，计算量也相对较小，但缺点是有静态误差，增量式PID适用被控对象有积分功能的情况。