请给出以arduino 2560、l298n、mg513p30、12V电源、超声波模块组成的小车的PID控制代码
时间: 2023-09-12 08:10:42 浏览: 298
以下是一个使用Arduino Mega 2560、L298N电机驱动模块、MG513P30电机、12V电源和超声波模块的小车PID控制的示例代码:
```cpp
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <NewPing.h>
// 超声波传感器引脚定义
#define TRIGGER_PIN 11
#define ECHO_PIN 12
#define MAX_DISTANCE 200
// 电机驱动引脚定义
#define ENA 3
#define ENB 5
#define IN1 7
#define IN2 6
#define IN3 4
#define IN4 2
// PID参数定义
double Kp = 1.0; // 比例系数
double Ki = 0.1; // 积分系数
double Kd = 0.05; // 微分系数
// 全局变量定义
double targetDistance = 20.0; // 目标距离
double currentDistance = 0.0; // 当前距离
double error = 0.0; // 距离误差
double lastError = 0.0; // 上一次的距离误差
double integral = 0.0; // 积分项
double derivative = 0.0; // 微分项
int motorSpeed = 0; // 电机转速
NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); // 超声波传感器对象
void setup() {
// 初始化串口通信
Serial.begin(9600);
// 设置电机驱动引脚为输出模式
pinMode(ENA, OUTPUT);
pinMode(ENB, OUTPUT);
pinMode(IN1, OUTPUT);
pinMode(IN2, OUTPUT);
pinMode(IN3, OUTPUT);
pinMode(IN4, OUTPUT);
// 设置PID参数
setPIDParameters(Kp, Ki, Kd);
}
void loop() {
// 读取当前距离
currentDistance = readDistance();
// 计算距离误差
error = targetDistance - currentDistance;
// 计算积分项
integral += error;
// 计算微分项
derivative = error - lastError;
// 计算电机转速
motorSpeed = calculateMotorSpeed(error, integral, derivative);
// 控制电机转动
controlMotors(motorSpeed);
// 更新上一次的距离误差
lastError = error;
// 输出调试信息
Serial.print("Target Distance: ");
Serial.print(targetDistance);
Serial.print(" cm | Current Distance: ");
Serial.print(currentDistance);
Serial.print(" cm | Motor Speed: ");
Serial.println(motorSpeed);
delay(100); // 控制循环周期
}
void setPIDParameters(double kp, double ki, double kd) {
Kp = kp;
Ki = ki;
Kd = kd;
}
double readDistance() {
delay(50); // 延迟用于稳定测量
unsigned int uS = sonar.ping();
double distance = uS / US_ROUNDTRIP_CM;
return distance;
}
int calculateMotorSpeed(double error, double integral, double derivative) {
// 计算控制量
double control = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative;
// 将控制量映射到合适的电机转速范围(例如:-255 到 255)
int motorSpeed = map(control, -255, 255, -255, 255);
// 确保电机转速不超过范围
motorSpeed = constrain(motorSpeed, -255, 255);
return motorSpeed;
}
void controlMotors(int speed) {
// 控制左侧电机正转或反转
if (speed > 0) {
analogWrite(ENA, speed);
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
} else if (speed < 0) {
analogWrite(ENA, abs(speed));
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
} else {
analogWrite(ENA, 0);
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
}
// 控制右侧电机正转或反转
if (speed > 0) {
analogWrite(ENB, speed);
digitalWrite(IN3, HIGH);
digitalWrite(IN4, LOW);
} else if (speed < 0) {
analogWrite(ENB, abs(speed));
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, HIGH);
} else {
analogWrite(ENB, 0);
digitalWrite(IN3, LOW);
digitalWrite(IN4, LOW);
}
}
```
请注意,以上代码仅为示例,可能需要根据具体硬件连接和需求进行调整。确保正确设置引脚和传感器参数,并根据实际情况调整PID参数和电机控制逻辑。
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