Положение двигателя постоянного тока Arduino PID

Я занимаюсь инженерным проектом управления, внедряя ПИД-регулятор положения двигателя для системы автоматического слежения за антенной. Система содержит двигатель постоянного тока, абсолютный энкодер и драйвер двигателя.

Все работает как положено, но одно. Двигатель не может остановиться при заданном значении около 0 градусов (350 - 359, 0 - 10 градусов). Используемый код:

#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);
}

Когда заданное значение составляет от 10 до 350, система работала хорошо. Но когда это не так, двигатель никогда не прекращает вращаться.

Я знаю, что проблема связана с небольшим перерегулированием положения, в результате чего кодировщик считывает очень большую ошибку.

Например, если заданное значение равно 0 градусам, двигатель вращается, чтобы достичь его. Вращение двигателя замедляется, так как его положение "сейчас" приближается к 0 градусам, но система не свободна от перерегулирования. Поэтому даже превышение на 1 градус приводит к тому, что значение ошибки равно -359 (заданное значение - текущее положение), и двигатель снова вращается, чтобы достичь желаемого положения.

Нужна помощь, как преодолеть эту проблему. Извините за плохой английский.

Источник

2 ответа

Решение

Вот решение

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;
}

Вместо простого текущего значения минус заданное значение для ошибки. Приведенный выше код возвращает кратчайший путь от текущего значения до заданного значения.

Источник

Я еще не читал твой код Однако, чтобы достичь "заданного значения" (SV), вы должны дать "текущему значению" (PV) допуск на ошибку (EA)

Например: EA = SV - PV. Если EA = (-2,+2) градуса, то он достигнет "текущей позиции"

И, вы не должны использовать градус для угла, вы должны преобразовать его в положение (рассчитать по импульсу)

Надеюсь, что концепция может помочь вам.

Источник
Другие вопросы по тегам