pid_controller.h

`pid_controller.h` 是一个头文件，通常包含一个 `PIDController` 类的声明，该类实现了一个 PID 控制器。PID 控制器是一种常见的控制器，用于控制物理系统。它基于误差信号和其导数和积分的加权和来计算输出信号，以尽量减小误差。

`PIDController` 类可能包含一些公共成员函数和私有成员变量，例如：

- `setPID(double kp, double ki, double kd)`：设置 PID 控制器的比例、积分和导数增益。
- `update(double error, double dt)`：计算给定时间间隔内的控制信号，并返回其值。
- `reset()`：将 PID 控制器的内部状态重置为初始状态。
- `kp_`、`ki_`、`kd_`：比例、积分和导数增益。
- `error_sum_`、`prev_error_`：误差的累加和和上一个误差值，这些变量用于计算积分和导数项。

使用 `pid_controller.h` 头文件，可以方便地在代码中实现 PID 控制器，以控制机器人、飞行器等物理系统的运动。

相关问题

PIDController

PIDController是一个用于运动控制的类，它在Apollo 6.0中被使用。该类包含了一些方法，如Init、SetPID、Reset和Control等。\[1\]其中，Init方法用于初始化PID控制器，SetPID方法用于设置PID参数，Reset方法用于重置PID控制器的状态，Control方法用于执行PID控制算法。PIDController类的具体实现可以在pid_controller.h和pid_controller.cc文件中找到。\[1\]

另外，还有一个与PID控制器相关的算法被提到，即Twiddle算法。该算法用于自动调整PID参数，以使得系统的性能达到最佳。Twiddle算法的基本思想是通过不断调整参数的方式来寻找最优解。具体来说，它从一个参数向量开始，然后根据一定的规则进行参数的调整，直到达到一定的停止条件。\[2\]

此外，还有一个示例代码被提到，该代码演示了如何使用P控制器进行机器人运动。在这个示例中，首先定义了一个robot类，然后使用P控制器来控制机器人的运动。具体来说，P控制器根据当前的横向偏差（CTE）计算出转向角度，然后通过调用机器人的move方法来实现运动。\[3\]

综上所述，PIDController是一个用于运动控制的类，它可以通过设置PID参数来实现对系统的控制。Twiddle算法可以用于自动调整PID参数以达到最佳性能。而P控制器则是一种常用的控制算法，可以通过计算转向角度来实现机器人的运动控制。
#### 引用[.reference_title]
- *1* [【运动控制】Apollo6.0的pid_controller解析](https://blog.csdn.net/weixin_44041199/article/details/118892461)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^koosearch_v1,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item]
- *2* *3* [PID control](https://blog.csdn.net/weixin_30532987/article/details/95065954)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^koosearch_v1,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item]
[ .reference_list ]

stm32用pid算法控制pwm

在STM32上使用PID算法来控制PWM，需要按照以下步骤进行：

1. 配置定时器：将PWM输出连接到一个定时器的输出通道上，并配置定时器的计数模式、时钟源等参数。

2. 配置PID控制器：需要设置PID控制器的比例系数、积分系数、微分系数等参数。同时，还需要设置控制器的采样周期，以便在每个采样时刻执行PID计算。

3. 读取反馈信号：使用一个ADC模块读取反馈信号，例如电机的转速或位置。

4. 计算控制量：使用PID算法计算出控制量，这个量可以是PWM占空比、电机电压、电机电流等。

5. 更新PWM输出：将计算出的控制量作为PWM的占空比进行更新，从而实现控制。

下面是一个简单的示例代码：

#include "stm32f4xx.h"

// PID控制器参数
#define KP 0.5f
#define KI 0.1f
#define KD 0.2f

// PWM输出参数
#define PWM_FREQ 1000 // PWM频率
#define PWM_DUTY 50   // PWM占空比

// 反馈信号采样周期
#define SAMPLE_TIME_MS 10

// PID控制器结构体
typedef struct {
  float kp, ki, kd;
  float setpoint;
  float error, last_error, sum_error;
  float output;
} PIDController;

// 初始化PID控制器
void pid_init(PIDController *pid, float kp, float ki, float kd, float setpoint) {
  pid->kp = kp;
  pid->ki = ki;
  pid->kd = kd;
  pid->setpoint = setpoint;
  pid->error = 0;
  pid->last_error = 0;
  pid->sum_error = 0;
  pid->output = 0;
}

// 计算PID控制器输出
void pid_compute(PIDController *pid, float feedback) {
  // 计算误差
  pid->error = pid->setpoint - feedback;
  
  // 计算误差积分项
  pid->sum_error += pid->error * SAMPLE_TIME_MS / 1000.0f;
  
  // 计算误差微分项
  float delta_error = (pid->error - pid->last_error) / (SAMPLE_TIME_MS / 1000.0f);
  
  // 计算控制器输出
  pid->output = pid->kp * pid->error + pid->ki * pid->sum_error + pid->kd * delta_error;
  
  // 保存上一次误差
  pid->last_error = pid->error;
}

int main() {
  // 配置PWM输出
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

  GPIO_InitTypeDef gpio_init;
  gpio_init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
  gpio_init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
  gpio_init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  gpio_init.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  gpio_init.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init);

  GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_TIM1);

  TIM_TimeBaseInitTypeDef tim_init;
  tim_init.TIM_Period = SystemCoreClock / PWM_FREQ - 1;
  tim_init.TIM_Prescaler = 0;
  tim_init.TIM_ClockDivision = 0;
  tim_init.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInit(TIM1, &tim_init);

  TIM_OCInitTypeDef oc_init;
  oc_init.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  oc_init.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  oc_init.TIM_Pulse = (SystemCoreClock / PWM_FREQ - 1) * PWM_DUTY / 100;
  oc_init.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  TIM_OC1Init(TIM1, &oc_init);

  TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

  // 配置ADC采样
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

  gpio_init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  gpio_init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
  GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init);

  ADC_CommonInitTypeDef adc_common_init;
  adc_common_init.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
  adc_common_init.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div2;
  adc_common_init.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
  adc_common_init.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
  ADC_CommonInit(&adc_common_init);

  ADC_InitTypeDef adc_init;
  adc_init.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
  adc_init.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
  adc_init.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
  adc_init.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
  adc_init.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1;
  adc_init.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
  adc_init.ADC_NbrOfConversion = 1;
  ADC_Init(ADC1, &adc_init);

  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_480Cycles);

  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

  // 初始化PID控制器
  PIDController pid;
  pid_init(&pid, KP, KI, KD, 100);

  // 主循环
  while (1) {
    // 读取反馈信号
    ADC_SoftwareStartConv(ADC1);
    while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
    float feedback = ADC_GetConversionValue(ADC1);

    // 计算PID控制器输出
    pid_compute(&pid, feedback);

    // 更新PWM输出
    TIM_SetCompare1(TIM1, (SystemCoreClock / PWM_FREQ - 1) * pid.output / 100);
  }
}

注意，在实际应用中，需要根据具体的控制对象和控制要求来选择PID控制器的参数，以及PWM输出的频率和占空比。同时，还需要对反馈信号进行滤波和校准，以提高控制精度和稳定性。