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我正在做一个控制工程项目，为自动天线跟踪系统实施 PID 电机位置控制。该系统包含一个直流电机、绝对编码器和一个电机驱动器。

一切都按预期工作，但只有一件事。电机无法在接近 0 度（350 - 359、0 - 10 度）的设定值处停止。使用的代码：

#include <PID_v1.h>
int RPWM = 5;
int LPWM = 6;
int L_EN = 7;
int R_EN = 8;
boolean pin_state[10];
byte input_pin[] = {1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 12, 13};
int dec_position = 0;
int dc = 0;
double kp = 50, ki = 45, kd = 2;
double input = 0, output = 0, setpoint = 0;
volatile long encoderPos = 0;
PID myPID(&input, &output, &setpoint, kp, ki, kd, DIRECT);

void setup() {
  pinMode(L_EN, OUTPUT);
  pinMode(R_EN, OUTPUT);
  pinMode(RPWM, OUTPUT);
  pinMode(LPWM, OUTPUT);
  for (byte i = 0; i < 9; i++) {
    pinMode(input_pin[i], INPUT);
  }
  TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 1; 
  myPID.SetMode(AUTOMATIC);
  myPID.SetSampleTime(1);
  myPID.SetOutputLimits(-255, 255);          
  digitalWrite(L_EN, HIGH);
  digitalWrite(R_EN, HIGH);
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    String baca = Serial.readString();
    setpoint = baca.toInt();
  }
  ReadEncoder();
  input = dc;
  myPID.Compute();
  pwmOut(output);
}

void pwmOut(int out) {
  if (out > 0) {
    analogWrite(RPWM, out);//Sets speed variable via PWM
  }
  else {
    analogWrite(LPWM, abs(out));//Sets speed variable via PWM
  }
}

void ReadEncoder() {
// FOR READING ENCODER POSITION, GIVING 0-359 OUTPUT CORRESPOND TO THE ENCODER POSITION
  for (byte i = 0; i < 9; i++) {
    pin_state[i] = !(digitalRead(input_pin[i]));
  }
  dec_position = (pin_state[8] * 256) + (pin_state[7] * 128) + (pin_state[6] * 64) + (pin_state[5] * 32) + (pin_state[4] * 16) + (pin_state[3] * 8) + (pin_state[2] * 4) + (pin_state[1] * 2) + pin_state[0];
  dc = map(dec_position, 0, 500, 0, 360);
}

当设定值介于 10 - 350 之间时，系统运行良好。但是当它不是时，电机永远不会停止旋转。

我知道这个问题是由于一点位置超调导致编码器读取一个非常大的错误。

例如，如果设定点为 0 度，则电机旋转以达到它。电机旋转在其“现在”位置接近 0 度时减慢，但系统并非无过冲。因此，即使 1 度的超调也会导致误差值为 -359（设定点 - 现在位置），并且电机再次旋转以达到所需位置。

需要帮助如何克服这个问题。抱歉英语不好。

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2 回答 2

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这是解决方案

double error; 
if (SP>PV) {
     if (abs(SP-PV) < abs(-360 + SP - PV)) error = SP - PV;
     else  error = -360 + SP - PV;
}
else{
     if(abs(SP-PV)< abs(360 - PV + SP)) error = SP - PV;
     else  error = 360 - SP + PV;
}

取而代之的是简单的现值减去误差设定点。上面的代码返回从当前值到设定点的最短路径。

于 2017-10-28T10:51:21.117 回答
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我还没有阅读你的代码。但是，要达到“设定点”（SV），您应该为“现值”（PV）提供误差容限（EA）

例如：EA = SV - PV。如果 EA = (-2,+2)degree 则达到“现在位置”

而且，您不应该使用角度来表示角度，而应该将其转换为位置（通过脉冲计算）

希望这个概念可以帮助你。

于 2017-10-27T01:07:16.167 回答