舵机的pid控制(两个自由度).zip_pid控制_stm32f103rct6单片机
时间: 2023-09-11 17:01:35 浏览: 80
舵机的PID控制是一种常用的控制算法,能够使舵机稳定地达到期望的位置和角度。PID控制算法由比例项(P项)、积分项(I项)和微分项(D项)组成。
在给定舵机目标位置或角度后,PID控制算法会根据当前位置和角度的误差,计算出一个控制量,再通过控制器将其转化为适合舵机的控制信号。PID控制算法的运算是实时的,可以不断地调整舵机的位置和角度,使其接近目标值。
在STM32F103RCT6单片机中实现PID控制的步骤如下:
1. 定义PID控制需要的参数,包括比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd,以及控制量上下限。
2. 在主程序中设定目标位置或角度,并读取当前位置或角度。
3. 根据当前位置或角度误差计算P项的控制量。
4. 积分项控制量的计算需要累加误差,并考虑时限。
5. 微分项控制量的计算需要考虑误差变化率和时间常数。
6. 将三个控制项的计算结果相加,并根据需要通过增量式PID控制或绝对控制方式得到最终的控制量。
7. 将得到的控制量经过限幅,以适应舵机的输入范围。
8. 将控制量通过PWM输出或DAC输出等方式,驱动舵机运动至目标位置或角度。
舵机的PID控制可以根据实际需求进行参数调整,以获得更好的控制效果。当位置误差很小时,可增大比例系数来增强控制力度;当误差持续存在时,可以增大积分系数来补偿误差累积;当位置误差有快速变化时,可以增大微分系数来抑制震荡。
通过PID控制算法,可以实现舵机准确、稳定地达到期望位置,满足实际系统对各种动作控制的需求。
相关问题
stm32f103rct6舵机控制
要控制舵机,你需要使用STM32F103的PWM输出,它有多个通道可用。以下是一个简单的示例代码,演示如何使用一个通道控制一个舵机:
```c
#include <stm32f10x.h>
#define SERVO_PWM_PIN GPIO_Pin_3
#define SERVO_PWM_PORT GPIOB
#define SERVO_PWM_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB
#define SERVO_PWM_TIMER TIM2
#define SERVO_PWM_TIMER_RCC RCC_APB1Periph_TIM2
#define SERVO_MIN_ANGLE 0
#define SERVO_MAX_ANGLE 180
#define SERVO_MIN_PULSE_WIDTH 500
#define SERVO_MAX_PULSE_WIDTH 2500
#define SERVO_PERIOD 20000
void Servo_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(SERVO_PWM_RCC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SERVO_PWM_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(SERVO_PWM_PORT, &GPIO_InitStructure);
RCC_APB1PeriphClockCmd(SERVO_PWM_TIMER_RCC, ENABLE);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SERVO_PERIOD - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = SystemCoreClock / 2000000 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(SERVO_PWM_TIMER, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SERVO_MIN_PULSE_WIDTH;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init(SERVO_PWM_TIMER, &TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(SERVO_PWM_TIMER, ENABLE);
}
void Servo_SetAngle(uint8_t angle)
{
uint32_t pulse_width = SERVO_MIN_PULSE_WIDTH + (SERVO_MAX_PULSE_WIDTH - SERVO_MIN_PULSE_WIDTH) * angle / (SERVO_MAX_ANGLE - SERVO_MIN_ANGLE);
TIM_SetCompare1(SERVO_PWM_TIMER, pulse_width);
}
```
在这个示例中,我们使用了TIM2的通道1来控制舵机。在Servo_Init()函数中,我们初始化了GPIO和PWM定时器,以及设置了PWM输出的占空比和周期。在Servo_SetAngle()函数中,我们将角度转换为PWM脉宽,并将其设置为TIM2通道1的占空比。你可以在自己的代码中调用Servo_SetAngle()函数来设置舵机的角度。
stm32f103c8t6单片机控制SG90舵机程序
要控制SG90舵机,我们需要使用PWM波来控制它的角度。下面是一个简单的STM32F103C8T6单片机控制SG90舵机的程序:
1. 首先,需要在STM32的开发环境中配置GPIO和TIM定时器。我们将舵机的控制线连接到STM32的一个GPIO引脚(例如PA0),并将TIM定时器配置为PWM模式。
2. 然后,我们需要编写程序以控制舵机的角度。以下是一个简单的程序,它使用TIM定时器来生成PWM信号,从而控制舵机的角度:
```c
#include "stm32f10x.h"
#define PWM_MAX 2000
#define PWM_MIN 1000
void delay_ms(uint32_t ms)
{
while(ms--)
{
uint32_t i = 2000;
while(i--);
}
}
int main(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = PWM_MAX - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = PWM_MIN;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
while (1)
{
for (int i = PWM_MIN; i <= PWM_MAX; i += 10)
{
TIM_SetCompare2(TIM2, i);
delay_ms(5);
}
for (int i = PWM_MAX; i >= PWM_MIN; i -= 10)
{
TIM_SetCompare2(TIM2, i);
delay_ms(5);
}
}
}
```
这个程序使用TIM2定时器来生成PWM信号,并通过GPIO引脚将信号输出到舵机的控制线上。在while循环中,程序将舵机从最小角度逐渐转动到最大角度,然后再逐渐回到最小角度。延迟函数用于控制舵机转动的速度。
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