hal库pid控制电机

HAL库中的PID控制电机的原理是通过设定电机的目标位置，然后使用位置环PID计算得到电机此时的理想转速，再将理想转速送入速度环PID进行计算，得到此时PWM理想的占空比，并输出给电机。这样就实现了双环PID控制。其中，速度环的反馈量是电机的速度，而位置环的反馈量可以使用编码器输出的脉冲总数来实现。脉冲总数与电机转动的位置是一一对应的，正转时脉冲总数会增加，反转时脉冲总数会减少。[3]

在具体的代码实现中，可以通过更改PWM的占空比来控制电机的转速。可以使用HAL库提供的函数`__HAL_TIM_SET_COMPARE`来设置PWM的占空比。根据代码中的逻辑，当Speed为0时，设置占空比为最大值减1；当Speed大于0时，设置占空比为Speed，另一个通道的占空比为0；当Speed小于0时，将Speed取反后设置为一个通道的占空比为0，另一个通道的占空比为Speed的绝对值。[2]

另外，代码中还封装了一个Motor_Control函数，该函数在定时器中断回调函数中被调用。在Motor_Control函数中，通过调用Motor_Get_Speed函数获取电机的转速，然后根据目标位置和当前位置计算出位置环的目标转速，再根据目标转速和电机的实际转速计算出速度环的目标PWM占空比。最后，根据目标PWM占空比设置电机的PWM输出。[1]

综上所述，HAL库中的PID控制电机的原理是通过双环PID控制，根据目标位置和当前位置计算出目标PWM占空比，通过更改PWM的占空比来控制电机的转速。[3][2][1]

相关问题

stm32 hal库pid控制电机

在使用STM32 HAL库进行PID控制电机时，可以按照以下步骤进行操作：

1. 首先，需要定义一个PID结构体，其中包含PID控制器的参数，如比例系数、积分时间和微分时间等。

2. 在定时器的回调函数中，调用Motor_Contorl函数，该函数用于控制电机的运动。

3. 在Motor_Contorl函数中，通过调用Motor_Get_Speed函数获取电机的转速。

4. 然后，使用目标位置和当前位置作为输入，调用位置环PID控制函数（Location_PID_Realize），得到目标速度。

5. 接下来，通过目标速度和电机当前速度作为输入，调用速度环PID控制函数（Speed_PID_Realize），得到电机的输出控制量。

6. 最后，根据输出控制量的正负值，分别设置正转和反转的PWM占空比，实现电机的运动。

HAL库PID电机控制代码

以下是一个使用HAL库实现PID电机控制的示例代码：

#include "stm32f4xx_hal.h"

/* 定义PID结构体 */
typedef struct {
  float Kp;  // 比例系数
  float Ki;  // 积分系数
  float Kd;  // 微分系数
  float setpoint;  // 目标值
  float last_error;  // 上一次误差
  float integral;  // 积分值
} pid_t;

/* 定义PID结构体变量 */
pid_t pid = {0.1, 0.01, 0.05, 0, 0, 0};

/* 定义电机控制变量 */
TIM_HandleTypeDef htim1;
float duty_cycle = 0;

/* 定义更新PID控制器的函数 */
float pid_update(float input) {
  // 计算误差
  float error = pid.setpoint - input;

  // 计算积分值
  pid.integral += error;

  // 计算微分值
  float derivative = error - pid.last_error;

  // 计算控制量
  float output = pid.Kp * error + pid.Ki * pid.integral + pid.Kd * derivative;

  // 保存误差值
  pid.last_error = error;

  return output;
}

/* 定义更新电机PWM占空比的函数 */
void update_pwm(void) {
  // 更新电机PWM占空比
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = (uint32_t)(duty_cycle * __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(&htim1));
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
}

/* 主函数 */
int main(void) {
  // 初始化HAL库
  HAL_Init();

  // 配置时钟
  __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();

  // 配置GPIO引脚
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  // 配置PWM定时器
  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 0;
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim1.Init.Period = 8399;
  htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);

  // 设置PID控制器目标值
  pid.setpoint = 100;

  // 主循环
  while (1) {
    // 读取传感器值
    float sensor_value = read_sensor();

    // 更新PID控制器
    float control_output = pid_update(sensor_value);

    // 计算电机PWM占空比
    duty_cycle = control_output / 100;