网站建设需注意的问题,百度网盘官网网页版,北京网站优化团队,厦门seo排名扣费打算自己做一个平衡小车#xff0c;PID和带编码盘的直流减速电机自然就是最重要的俩个了#xff0c;昨天刚从网上买了电机#xff0c;但是内心的冲动使我无法等待#xff0c;既然电机还没回来就先把一些简单的理论以及知识点学习一下吧。 减速电机 直流电机转速快#xff… 打算自己做一个平衡小车PID和带编码盘的直流减速电机自然就是最重要的俩个了昨天刚从网上买了电机但是内心的冲动使我无法等待既然电机还没回来就先把一些简单的理论以及知识点学习一下吧。 减速电机 直流电机转速快一般10000rpm扭矩小0.1kg/cm左右所以用减速来降低转速提高扭矩减速电机的减速方式有齿轮减速、蜗轮蜗杆减速以及行星减速齿轮减速价格低结构简单就是回差较大不精准涡轮蜗杆减速的方法感觉一般用于比较大的电机上像做小车这种小电机我是没见过当然也可能是我见识太少啦行星减速的话结构精细基本无回差就是价格偏高大部分优秀的电机如冯哈勃等基本都是用这样的方法。 编码器有霍尔磁力编码器以及光电编码器霍尔磁力编码器是通过测定磁场的变化来测速而光电编码器则是有空槽的编码盘转动来测速光电编码器价格会高些但是精确度会好很多但是对于平衡小车来说用霍尔磁力编码器就足够了。 单片机通过四倍频的方式来读取编码器的信号A、B俩相是俩个相位不同的正弦波设置跳沿中断在俩正弦波的上升沿和下降沿都产生中断就可由此读取角度或者角速度信息。在32等单片机上定时器就有编码器模式可以通过硬件技术自动四分频我们只需要设置一些寄存器的位即可但如果是arduino、51等不支持编码器模式的单片机就要使用上述原理进行软件四分频。 PID 离散PID 我们希望数据是连续的但是显然数据采样的频率不能无限高我们要对模拟调节器进行离散化处理例如MPU6050的输出频率为200khz每5ms输出一次所以计算周期小于5ms是无意义的我们一般以10ms为一个计算周期我们只需要根据采样时刻的偏差计算控制量用离散的差分方程来代替微分方程。 PID的俩个重要前提 假设采样时间很短1、用一介差分来代替一介微分 2、用累加代替积分 位置PID 理论分析根据编码器脉冲累加测量电机得位置信息并与目标值进行比较得到控制偏差然后通过对偏差的比例、积分、微分进行控制。 公式PwmKp*e(k)Ki*∑e(k)Kd[e(k)-e(k-1)] e(k)本次偏差 e(k-1)上一次的偏差 ∑e(k)e(k)以及之前的偏差的累积和;其中k为1,2,,k; Pwm代表输出 原理图 PID的三个重要指标稳定性、快速性、准确性 最大超调量响应曲线的最大峰值与稳态值的差是评估系统稳定性的一个重要指标 上升时间响应曲线从原始工作状态出发第一次到达输出稳态值所需的时间是评估系统快速性的一个重要指标 静差被控量的稳定值与给定值之差用于评定准确性 都是越小越好 P用于提高响应速度、I用于减小静差、D用于抑制震荡 静差出现于比例控制、积分控制都较弱时 微分控制太大时响应变慢会减小震动次数对传感器的噪声敏感稳定性要求高的系统一般不使用加大系统的阻尼防止超调 速度PID 理论分析速度闭环控制是根据单位时间获取的脉冲数M法测速测量电机的速度信息并与目标值进行比较得到控制偏差然后通过对偏差的比例、积分、微分进行控制使偏差趋向于零的过程。 公式PwmKp[e(k)-e(k-1)]Ki*e(k)Kd[e(k)-2e(k-1)e(k-2)] e(k)本次偏差 e(k-1)上一次的偏差 e(k-2)上上次的偏差 Pwm代表增量输出 在我们的速度控制闭环系统里面只使用PI控制因此对PID控制器可简化为以下公式 PwmKp[e(k)-e(k-1)]Ki*e(k) 原理图
