单片机PID调速控制直流无刷电机附部分源码

发布时间:2024-07-15  

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,

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。

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


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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