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PID的公式

时间：2014-07-29 13:16:57      阅读：468      评论：0      收藏：0      [点我收藏+]

标签：style   color   使用   io   cti   代码   div   ar   

增量式PID的公式，这个关系到MCU算法公式的书写，实际上两个公式的写法是同一个公式变换来得，不同的是系数的差异。
资料上比较多的是：

还有一种是：

感觉第二种的Kp Ki Kd比较清楚，更好理解，下面介绍的就以第二种来吧。（比例、积分、微分三个环节的作用这里就详细展开，百度会有很多）

硬件部分：
控制系统的控制对象是4个空心杯直流电机，电机带光电编码器，可以反馈转速大小的波形。电机驱动模块是普通的L298N模块。
芯片型号，STM32F103ZET6

软件部分：
PWM输出：TIM3，可以直接输出4路不通占空比的PWM波
PWM捕获：STM32除了TIM6 TIM7其余的都有捕获功能，使用TIM1 TIM2 TIM4 TIM5四个定时器捕获四个反馈信号
PID的采样和处理：使用了基本定时器TIM6，溢出时间就是我的采样周期，理论上T越小效果会越好，这里我取20ms，依据控制对象吧，如果控制水温什么的采样周期会是几秒几分钟什么的。

上面的PWM输出和捕获关于定时器的设置都有例程，我这里是这样的：
TIM3输出四路PWM，在引脚 C 的 GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9输出
四路捕获分别是TIM4  TIM1  TIM2  TIM5   ，对应引脚是：  PB7 PE11 PB3 PA1

高级定时器tim1的初始化略不同，它的中断”名称“和通用定时器不同，见代码：



/*功能名称IM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
        描述      TIM3产生四路PWM
*/
void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
        TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
        


        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟使能
        
  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3全映射 GPIOC-> 6,7,8,9                                                                             //用于TIM3的CH2输出的PWM通过该LED显示
 
   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH1 CH2 CH3 CH4 的PWM脉冲波形
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; //初始化GPIO
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
        GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);//默认电机使能端状态：不使能 


        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  这里是72分频，那么时钟频率就是1M 
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
        
         
        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
        TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
        TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
        
        TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
        TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIMx在CCR1上的预装载寄存器
        
        
        TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
        TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIMx在CCR2上的预装载寄存器
        
        TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
        TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIMx在CCR3上的预装载寄存器
        
        TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
        TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIMx在CCR4上的预装载寄存器
        
        TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
        
 
        TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx外设
 


}






/*功能名称TIM4_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
  描述      PWM输入初始化*/


void TIM4_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
{
  
        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;        //TIM的初始化结构体
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        //中断配置
        TIM_ICInitTypeDef  TIM4_ICInitStructure;                 //TIM4  PWM配置结构体
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                         //IO口配置结构体
 
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);     //Open TIM4 clock
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  //open gpioB clock
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;             //GPIO 7
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;          //上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
        
        /*配置中断优先级*/
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;                     
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 
  TIM4_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;                   
  TIM4_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;       
  TIM4_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;   
  TIM4_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; 
  TIM4_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x3;   //Filter:过滤
 
  TIM_PWMIConfig(TIM4, &TIM4_ICInitStructure);     //PWM输入配置           
  TIM_SelectInputTrigger(TIM4, TIM_TS_TI2FP2);     //选择有效输入端        
  TIM_SelectSlaveMode(TIM4, TIM_SlaveMode_Reset);  //配置为主从复位模式
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM4, TIM_MasterSlaveMode_Enable);//启动定时器的被动触发                                       
  TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update, ENABLE);          //中断配置
  TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
  TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);    
}




void TIM4_IRQHandler(void)
{


                if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_CC2) != RESET)//捕获1发生捕获事件
                        {        
                                duty_TIM4    =   TIM_GetCapture1(TIM4);          //采集占空比                
               if  (TIM_GetCapture2(TIM4)>600)         period_TIM4        =        TIM_GetCapture2(TIM4);//简单的处理
                                CollectFlag_TIM4 = 0;                        
        }        
                TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}




/*功能名称TIM1_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
  描述      PWM输入初始化*/
 
void TIM1_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
{
  
        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;        //TIM的初始化结构体
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        //中断配置
        TIM_ICInitTypeDef  TIM1_ICInitStructure;                 //PWM配置结构体
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                         //IO口配置结构体
 
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);     //Open TIM1 clock
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);  //open gpioE clock
   GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM1, ENABLE); //Timer1完全重映射  TIM1_CH2->PE11        
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;             //GPIO 11
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;          //上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
 
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
        
        /*配置中断优先级*/
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =  TIM1_CC_IRQn;   //TIM1捕获中断                      
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 
  TIM1_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;                   
  TIM1_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;       
  TIM1_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;   
  TIM1_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; 
  TIM1_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x03;   //Filter:过滤
 
  TIM_PWMIConfig(TIM1, &TIM1_ICInitStructure);     //PWM输入配置           
  TIM_SelectInputTrigger(TIM1, TIM_TS_TI2FP2);     //选择有效输入端        
  TIM_SelectSlaveMode(TIM1, TIM_SlaveMode_Reset);  //配置为主从复位模式
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM1, TIM_MasterSlaveMode_Enable);//启动定时器的被动触发                                       
 // TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update, ENABLE);          //中断配置
  TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_CC2, ENABLE); //通道2 捕获中断打开
  //TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);    
}




void TIM1_CC_IRQHandler(void)
{


        {
                if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_CC2) != RESET)//捕获1发生捕获事件
                        {        
                                duty_TIM1    =   TIM_GetCapture1(TIM1);          //采集占空比                
                           if  (TIM_GetCapture2(TIM1)>600)         period_TIM1        =        TIM_GetCapture2(TIM1);
                                CollectFlag_TIM1 = 0;
                        }        
        }        
                TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}


 
/*功能名称TIM2_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
  描述      PWM输入初始化*/


void TIM2_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
{
  
        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;        //TIM的初始化结构体
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        //中断配置
        TIM_ICInitTypeDef  TIM2_ICInitStructure;                 //TIM2  PWM配置结构体
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                         //IO口配置结构体
 
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);     //Open TIM2 clock
 // RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  //open gpioB clock
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);          //关闭JTAG
         GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM2, ENABLE); //Timer2完全重映射  TIM2_CH2->PB3


        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;             //GPIO 3
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_IPU;          //浮空输入 上拉输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
        
        /*配置中断优先级*/
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;                     
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 
  TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;                   
  TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;       
  TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;   
  TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; 
  TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x3;   //Filter:过滤
 
  TIM_PWMIConfig(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);     //PWM输入配置           
  TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI2FP2);     //选择有效输入端        
  TIM_SelectSlaveMode(TIM2, TIM_SlaveMode_Reset);  //配置为主从复位模式
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2, TIM_MasterSlaveMode_Enable);//启动定时器的被动触发                                       
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update, ENABLE);          //中断配置
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
  TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);    
}




void TIM2_IRQHandler(void)
{
        {
                if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC2) != RESET)//捕获1发生捕获事件
                        {        
                                duty_TIM2    =   TIM_GetCapture1(TIM2);          //采集占空比                
                           if  (TIM_GetCapture2(TIM2)>600)         period_TIM2        =        TIM_GetCapture2(TIM2);
                                CollectFlag_TIM2 = 0;
                        }                        
        }        
                TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}


 /*功能名称TIM5_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
  描述      PWM输入初始化*/


void TIM5_PWMINPUT_INIT(u16 arr,u16 psc)
{
  
        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;        //TIM的初始化结构体
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                        //中断配置
        TIM_ICInitTypeDef  TIM5_ICInitStructure;                 //TIM4  PWM配置结构体
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                         //IO口配置结构体
 
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE);     //Open TIM4 clock
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //open gpioB clock
 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;             //GPIO 1
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_IPU;          //浮空输入 上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
        
        /*配置中断优先级*/
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;                     
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
 
  TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;                   
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;       
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;   
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; 
  TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x3;   //Filter:过滤
 
  TIM_PWMIConfig(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);     //PWM输入配置           
  TIM_SelectInputTrigger(TIM5, TIM_TS_TI2FP2);     //选择有效输入端        
  TIM_SelectSlaveMode(TIM5, TIM_SlaveMode_Reset);  //配置为主从复位模式
  TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM5, TIM_MasterSlaveMode_Enable);//启动定时器的被动触发                                       
  TIM_ITConfig(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update, ENABLE);          //中断配置
  TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
  TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);    
}




void TIM5_IRQHandler(void)
{
        {
                if (TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC2) != RESET)//捕获1发生捕获事件
                        {        
                                duty_TIM5    =   TIM_GetCapture1(TIM5);          //采集占空比                
                        if  (TIM_GetCapture2(TIM5)>600)         period_TIM5        =        TIM_GetCapture2(TIM5);
                                CollectFlag_TIM5 = 0;
                        }                        
        }        
                TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}

PID部分：
准备部分：先定义PID结构体：

float  Kp =     0.32  ; //比例常数
float  Ti =                0.09 ; //积分时间常数
float Td =                0.0028 ;  //微分时间常数
#define T                  0.02 //采样周期
#define Ki     Kp*(T/Ti)        // Kp Ki Kd 三个主要参数
#define Kd                Kp*(Td/T)

typedef struct 
{
 int setpoint;//设定目标
 int sum_error;//误差累计
 float proportion ;//比例常数
 float integral ;//积分常数
 float derivative;//微分常数
 int last_error;//e[-1]
 int prev_error;//e[-2]
}PIDtypedef;


ID处理过程：
岔开一下：这里我控制的是电机的转速w，实际上电机的反馈波形的频率f、电机转速w、控制信号PWM的占空比a三者是大致线性的正比的关系，这里强调这个的目的是
因为楼主在前期一直搞不懂我控制的转速怎么和TIM4输出的PWM的占空比联系起来，后来想清楚里面的联系之后通过公式把各个系数算出来了。

正题：控制流程是这样的，首先我设定我需要的车速（对应四个轮子的转速），然后PID就是开始响应了，它先采样电机转速，得到偏差值E，带入PID计算公式，得到调整量也就是最终更改了PWM的占空比，不断调节，直到转速在稳态的一个小范围上下浮动。
上面讲到的“得到调整量”就是增量PID的公式：


int incPIDcalc(PIDtypedef *PIDx,u16 nextpoint)
{
 int iError,iincpid;
 iError=PIDx->setpoint-nextpoint;  //当前误差
 /*iincpid=                                               //增量计算
 PIDx->proportion*iError                //e[k]项
 -PIDx->integral*PIDx->last_error          //e[k-1]
 +PIDx->derivative*PIDx->prev_error;//e[k-2]
*/
iincpid=                                                          //增量计算
PIDx->proportion*(iError-PIDx->last_error)
+PIDx->integral*iError
+PIDx->derivative*(iError-2*PIDx->last_error+PIDx->prev_error);


 PIDx->prev_error=PIDx->last_error; //存储误差，便于下次计算
 PIDx->last_error=iError;
 return(iincpid) ;
}


注释掉的是第一种写法，没注释的是第二种以Kp KI kd为系数的写法，实际结果是一样的。
处理过程放在了TIM6，溢出周期时间就是是PID里面采样周期（区分于反馈信号的采样，反馈信号采样是1M的频率）
相关代码：



void TIM6_IRQHandler(void)        //        采样时间到，中断处理函数
{          
        
 if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)//更新中断
        {
        frequency1=1000000/period_TIM4        ; //通过捕获的波形的周期算出频率
        frequency2=1000000/period_TIM1        ;
        frequency3=1000000/period_TIM2        ;
        frequency4=1000000/period_TIM5        ;
/********PID1处理**********/
        PID1.sum_error+=(incPIDcalc(&PID1,frequency1));         //计算增量并累加 
       pwm1=PID1.sum_error*4.6875  ;   //pwm1 代表将要输出PWM的占空比
          frequency1=0; //清零
     period_TIM4=0;
/********PID2处理**********/
         PID2.sum_error+=(incPIDcalc(&PID2,frequency2));         //计算增量并累加  Y=Y+Y‘                
         pwm2=PID2.sum_error*4.6875 ;   //将要输出PWM的占空比 
        frequency2=0;
        period_TIM1=0;
/********PID3处理**********/
         PID3.sum_error+=(incPIDcalc(&PID3,frequency3));          //常规PID控制
        pwm3=PID3.sum_error*4.6875 ;   //将要输出PWM的占空比
        frequency3=0;
        period_TIM2=0;
/********PID4处理**********/
            PID4.sum_error+=(incPIDcalc(&PID4,frequency4));         //计算增量并累加
         pwm4=PID4.sum_error*4.6875 ;   //将要输出PWM的占空比 
        frequency4=0;
        period_TIM5=0; 
          }
TIM_SetCompare(pwm1,pwm2,pwm3,pwm4);             //重新设定PWM值
 TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update); //清除中断标志位                
}

PID的公式,布布扣,bubuko.com

PID的公式

标签：style   color   使用   io   cti   代码   div   ar   

原文地址：http://blog.csdn.net/u011046042/article/details/38254445
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