单片机PID调速控制直流无刷电机附部分源码

单片机PID调速控制直流无刷电机附部分源码

目前正在学习pid调速控制直流无刷电机，留下笔记。

具备知识，stm32基础，了解无刷直流电机原理，pid控制原理

工具：

无刷直流电机：12v电源驱动，50HZ，占空比为5%的pwm波2秒以上解锁电调，再将占空比改为6%，则电机正常运行，改变占空比到9%接近全速转动。

。（在网上摸索了一上午此信息，因为没有直接参考资料，标签都没有）

电调：电调接收了pwm信号，根据信号控制电机的电压，由此控制转速。

12v电源：供电

stm32单片机：输出pwm波

st-link调试模块：调试用，主要调pwm波和pid参数

usb转串口模块：可获取单片机打印的串口信息（可有可无）

霍尔测速传感器：测转速，5v供电，信号线为方波，捕获单位时间方波个数可测转速，由于其他条件一定，方波频率与转速为线性关系，可直接用频率代替。

检测设备：万能表或者示波器，主要检测pwm波和故障时候的电压。

步骤：

1，stm32中配置pwm，延时函数，外部中断（捕捉信号用），系统rtc时钟（用于较精确确定时间）等

2，电调接好电机和12v电源，电调信号接单片机，注意电调别用12v供电，所有设备共地，程序正常运行

3，若不转，则按以下方式调试，

1）用示波器或万能表检测单片机是否发出符合要求的pwm波。

2）检测连线是否正确，

3）测电机电压是否是12v左右。

4，若电机能转动，则可以在电机上安装霍尔传感器，离里面的磁铁大概1-2毫米，太远了测不到信号，（这个问题又摸索了半天）。

5，用示波器测霍尔传感器的信号，显示为方波，记录此时的频率

6，将霍尔传感器的信号线接到单片机的外部中断引脚上，捕获其频率。

此时电机配置及测速基本完成。

PID参数整定

具体原理可自行百度。说说个人的理解，比如给出pwm占空比为6%，此时测出频率稳定在600，我想让霍尔元件传回来的频率变为1000，当然是加大pwm的占空比，但是加大多少呢，其频率与占空比又不是线性关系，不能一次解决，但可以用差值逐次逼近，如

误差=设定速度（1000）-实际速度（600）

占空比=占空比+P*误差（400）；

。。。。。。。

如此循环下去，会发现速度在1000左右抖动，而且从600到接近1000的这段时间比较长。因此加入积分，将每次的误差对时间积分，

如

Integral=Σ误差

则占空比更正为

占空比=占空比+P*误差+I*Σ误差；

但是还是有一定的震荡，当需要其平稳时，还需要加入误差的微分，阻止其超调的变化，有超前调节的作用。

则

占空比=占空比+P*误差+I*Σ误差+D*（本次误差-上次误差）

PID初步调试就到这里了，由于条件有限，我就没有继续整定PID的值。

err[0]=setv-v;//设定速度-当前速度 isum+=err[0]*0.2;//积分值 dd=err[0]-err[1];//微分 pwm=p*err[0]+i*isum+d*dd;//计算变化值 currentpwm+=pwm;//换算成占空比 currentpwm=currentpwm>=1800?1800:currentpwm;//极限速度限制，测得高速运行时占空比为1800/20000=9% err[1]=err[0];//保存本次误差，下次使用

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