單片機(jī)PID調(diào)速控制直流無刷電機(jī)附部分源碼

目前正在學(xué)習(xí)pid調(diào)速控制直流無刷電機(jī)，留下筆記。

具備知識，stm32基礎(chǔ)，了解無刷直流電機(jī)原理，pid控制原理

工具：

無刷直流電機(jī)：12v電源驅(qū)動，50HZ，占空比為5%的pwm波2秒以上解鎖電調(diào)，再將占空比改為6%，則電機(jī)正常運(yùn)行，改變占空比到9%接近全速轉(zhuǎn)動。

。（在網(wǎng)上摸索了一上午此信息，因?yàn)闆]有直接參考資料，標(biāo)簽都沒有）

電調(diào)：電調(diào)接收了pwm信號，根據(jù)信號控制電機(jī)的電壓，由此控制轉(zhuǎn)速。

12v電源：供電

stm32單片機(jī)：輸出pwm波

st-link調(diào)試模塊：調(diào)試用，主要調(diào)pwm波和pid參數(shù)

usb轉(zhuǎn)串口模塊：可獲取單片機(jī)打印的串口信息（可有可無）

霍爾測速傳感器：測轉(zhuǎn)速，5v供電，信號線為方波，捕獲單位時(shí)間方波個(gè)數(shù)可測轉(zhuǎn)速，由于其他條件一定，方波頻率與轉(zhuǎn)速為線性關(guān)系，可直接用頻率代替。

檢測設(shè)備：萬能表或者示波器，主要檢測pwm波和故障時(shí)候的電壓。

步驟：

1，stm32中配置pwm，延時(shí)函數(shù)，外部中斷（捕捉信號用），系統(tǒng)rtc時(shí)鐘（用于較精確確定時(shí)間）等

2，電調(diào)接好電機(jī)和12v電源，電調(diào)信號接單片機(jī)，注意電調(diào)別用12v供電，所有設(shè)備共地，程序正常運(yùn)行

3，若不轉(zhuǎn)，則按以下方式調(diào)試，

1）用示波器或萬能表檢測單片機(jī)是否發(fā)出符合要求的pwm波。

2）檢測連線是否正確，

3）測電機(jī)電壓是否是12v左右。

4，若電機(jī)能轉(zhuǎn)動，則可以在電機(jī)上安裝霍爾傳感器，離里面的磁鐵大概1-2毫米，太遠(yuǎn)了測不到信號，（這個(gè)問題又摸索了半天）。

5，用示波器測霍爾傳感器的信號，顯示為方波，記錄此時(shí)的頻率

6，將霍爾傳感器的信號線接到單片機(jī)的外部中斷引腳上，捕獲其頻率。

此時(shí)電機(jī)配置及測速基本完成。

PID參數(shù)整定

具體原理可自行百度。說說個(gè)人的理解，比如給出pwm占空比為6%，此時(shí)測出頻率穩(wěn)定在600，我想讓霍爾元件傳回來的頻率變?yōu)?000，當(dāng)然是加大pwm的占空比，但是加大多少呢，其頻率與占空比又不是線性關(guān)系，不能一次解決，但可以用差值逐次逼近，如

誤差=設(shè)定速度（1000）-實(shí)際速度（600）

占空比=占空比+P*誤差（400）；

。。。。。。。

如此循環(huán)下去，會發(fā)現(xiàn)速度在1000左右抖動，而且從600到接近1000的這段時(shí)間比較長。因此加入積分，將每次的誤差對時(shí)間積分，

如

Integral=Σ誤差

則占空比更正為

占空比=占空比+P*誤差+I*Σ誤差；

但是還是有一定的震蕩，當(dāng)需要其平穩(wěn)時(shí)，還需要加入誤差的微分，阻止其超調(diào)的變化，有超前調(diào)節(jié)的作用。

則

占空比=占空比+P*誤差+I*Σ誤差+D*（本次誤差-上次誤差）

PID初步調(diào)試就到這里了，由于條件有限，我就沒有繼續(xù)整定PID的值。

err[0]=setv-v;//設(shè)定速度-當(dāng)前速度 isum+=err[0]*0.2;//積分值 dd=err[0]-err[1];//微分 pwm=p*err[0]+i*isum+d*dd;//計(jì)算變化值 currentpwm+=pwm;//換算成占空比 currentpwm=currentpwm>=1800?1800:currentpwm;//極限速度限制，測得高速運(yùn)行時(shí)占空比為1800/20000=9% err[1]=err[0];//保存本次誤差，下次使用

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