单片机+电机PID控制之参数确定问题

ID:587051 · 发表于 2019-7-24 16:00

这个是在论坛里找到的一个比较简单且经典的pid控制算法，但是我很想知道三个参数是什么确定的，我认为这才是问题的关键所在啊。
求大神教一下选定参数的方法，就如果给你们做，代码已经写好，现在就是要确定pid的三个参数，你们通过什么方法找到一个比较好的参数？

单片机源程序如下:

#include<reg51.h>
#include "intrins.h"
#include <lcd.H>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define GPIO_KEY P2
sbit PWM=P1^4;
sbit P10=P1^0;
sbit P12=P1^2;
uchar speed1[4]={"0000"};//设定转速
uchar speed2[3]={"000"};//占空比
uchar speed[]={"0000"};//当前转速
uchar KeyValue=0;
uint AA,count=0,flag;
float pid_p=0.003,pid_i=0.003,pid_d=0.002; //PID三个参数初值
uint SpeedSet=3000,CurrentSpeed;//设定转速当前转速
unsigned char pid_val_mid;//pid_val_mid脉冲宽度
unsigned int lastError=0;
long int sumError=0;//sum偏差和
void delay1(unsigned int i)
{
unsigned int j;
for(;i>0;i--)
for(j=0;j<333;j++)
{;}
}
/********************* 键盘扫描*************/
void KeyDown(void)
{
GPIO_KEY=0x0f;
delay1(10);
if(GPIO_KEY!=0x0f)
{
delay1(10);
if(GPIO_KEY!=0x0f)
{
//测试列
GPIO_KEY=0X0F;
delay1(10);
switch(GPIO_KEY)
{
case(0X07): KeyValue=0;break;
case(0X0b): KeyValue=1;break;
case(0X0d): KeyValue=2;break;
case(0X0e): KeyValue=3;break;
}
//测试行
GPIO_KEY=0XF0;
delay1(10);
switch(GPIO_KEY)
{
case(0X70): KeyValue=KeyValue;break;
case(0Xb0): KeyValue=KeyValue+4;break;
case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+8;break;
case(0Xe0): KeyValue=KeyValue+12;break;
}
}
}
}
void timer()
{
TMOD=0x11;//定时器0工作方式1.16位，定时器1工作方式1,16位定时；
TH0=0x4b;//50ms初值
TL0=0xfe;
TH1=0xfc;//1msPWM控制
TL1=0x66;
TR1=1; //启动定时器1
ET1=1; //定时器1中断使能
IT0=1;//外部中断下降沿触发
TR0=1; //定时器启动标志
ET0=1; //定时器中断使能
EX0=1; //外部中断使能
EA=1; //全局中断
}
/***********************lcd显示*************/
void display()
{
speed[0]=CurrentSpeed/1000+0x30; //当前转速
speed[1]=CurrentSpeed/100%10+0x30;
speed[2]=CurrentSpeed/10%10+0x30;
speed[3]=CurrentSpeed%10+0x30;
speed1[0]=SpeedSet/1000+0x30;//设定转速
speed1[1]=SpeedSet/100%10+0x30;
speed1[2]=SpeedSet/10%10+0x30;
speed1[3]=SpeedSet%10+0x30;
speed2[0]=pid_val_mid/100+0x30;
speed2[1]=pid_val_mid/10%10+0x30;//占空比
speed2[2]=pid_val_mid%10+0x30;
DispHanzi(0,0,5,"当前转速：");
DispZimu(0,5,4,speed);
DispHanzi(1,0,5,"设定转速：");
DispZimu(1,5,4,speed1);
DispHanzi(3,0,4,"占空比：");//占空比
DispZimu(3,4,3,speed2);
DispHanzi(3,6,1,"%");//占空比
}
/************************电机控制*************/
void keyKZ()
{
if(KeyValue==4)//正转
{
P10=1;
P12=0;
}
if(KeyValue==5)//反转
{
P10=0;
P12=1;
}
if(KeyValue==6)//停车
{
P10=0;
P12=0;
}
if(KeyValue==12)//设定速度加50
SpeedSet+=50;
if(KeyValue==13)//设定速度减50
SpeedSet-=50;
if(KeyValue==14)//设定速度加1
SpeedSet+=1;
if(KeyValue==15)//设定速度减1
SpeedSet-=1;
KeyValue=0;
}
/************************PID控制算法*************/
unsigned int PID()
{
int dError=0,Error=0,B;
Error=SpeedSet-CurrentSpeed;//当前误差
sumError=Error+sumError;//误差和
dError=Error-lastError;//误差偏差
lastError=Error;
B=pid_p*Error+pid_i*sumError+pid_d*dError;
if(B>100) pid_val_mid=100;
if(B<0) pid_val_mid=0;
if(B>=0&&B<=100)
pid_val_mid=B;
return(0);
}
void Timer0_isr() interrupt 1 //定时器0中断
{
AA++;
TH0=0x4b;
TL0=0xfe;
if(AA==20)
{
CurrentSpeed=count*3;//一分钟的转速
count=0;
AA=0;
PID();
}
}
void key_int() interrupt 0 //外部中断P32口
{
count++;
}
void Timer1() interrupt 3
{
static int c=0;
TH1=0xfc;
TL1=0x66;
c++; //每次定时器溢出加1
if(c<=pid_val_mid) PWM=1;
if(c>pid_val_mid) PWM=0;
if(c>=100) c=0;
}
void main()
{
timer();//定时器初始化
InitLCD();//LCD初始化
while(1)
{
KeyDown(); //键盘扫描
keyKZ();//键盘控制
display();//显示LCD
}
}

复制代码

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PID控制电机.zip (41.03 KB, 下载次数: 24)

ID:405033 · 发表于 2019-7-24 18:23

matlab仿真一下吧，上位机看波形也ok，或者先把ID定为0，然后调整P，等调到差不多的时候，在去调整I（D为0），最后调D，PID有很多方法调整，看你喜欢哪种咯

ID:147266 · 发表于 2019-7-24 22:00

如果没学过自控原理，可以搜一下“PID口诀”……

ID:388197 · 发表于 2019-7-24 22:41

PID的公式你别看它又有积分又有微分,真正的难点还是三个项前面的系数,这3个系数取值需要根据你实际的系统,电机我不太懂,我就拿简单的可控硅延时导通来控制加热来举例子,这三个系数跟你的加热棒功率,加热棒与被加热物体直接的接触,被加热物体质量,材料等温度传感器安装的位置都有关,需要反复调试,观察其响应曲线,才能找出三个系数最佳的取值.

ID:123289 · 发表于 2019-7-25 12:02

你问的问题，与单片机及程序无关，与控制理论相关，你需要补自动化控制理论方面的课。
否则你只能用实验方式去试出一组或N组不太保险的经验值。

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