用dsp28335实现电机速度的闭环控制

以下是一份基于DSP28335芯片的电机速度闭环控制代码，可供参考：

#include "DSP2833x_Device.h"
#include "DSP2833x_Examples.h"

// 电机参数
#define POLES           4       // 电机极数
#define ENCODER_RES     2048    // 编码器分辨率
#define GEAR_RATIO      50      // 减速比
#define SAMPLE_TIME_MS  1       // 采样时间

// 控制参数
#define Kp              0.5     // 比例系数
#define Ki              0.01    // 积分系数
#define Kd              0.1     // 微分系数

// 电机控制变量
float speed_ref = 500.0;        // 速度设定值，单位为RPM
float speed_act = 0.0;         // 速度实际值，单位为RPM

// 电机控制器
typedef struct
{
    float Kp;
    float Ki;
    float Kd;
    float Ts;
    float saturation;
    float error[2];
    float integral;
    float derivative;
} PID;

PID pid = {
    .Kp = Kp,
    .Ki = Ki,
    .Kd = Kd,
    .Ts = SAMPLE_TIME_MS / 1000.0,
    .saturation = 1.0,
};

// 速度测量
float encoder_count = 0.0;
float prev_encoder_count = 0.0;

interrupt void xint1_isr(void)
{
    encoder_count += 1.0;
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;
}

void InitEncoder(void)
{
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO1 = 0;
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL1.bit.GPIO1 = 0;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO1 = 1;
    GpioIntRegs.GPIOXINT1SEL.bit.GPIOSEL = 1;
    PieVectTable.XINT1 = &xint1_isr;
    IER |= M_INT1;
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx4 = 1;
    EINT;
    EDIS;
}

void MeasureSpeed(void)
{
    float delta_count = encoder_count - prev_encoder_count;
    prev_encoder_count = encoder_count;
    speed_act = (delta_count / ENCODER_RES) * (1000.0 / SAMPLE_TIME_MS) * 60.0 / POLES / GEAR_RATIO;
}

// 电机控制
float duty_cycle = 0.0;

void InitPwm(void)
{
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX2.bit.GPIO16 = 1;
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO16 = 1;
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO16 = 0;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX2.bit.GPIO17 = 1;
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO17 = 1;
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO17 = 0;
    EPwm1Regs.TBPRD = 1500;  // PWM周期为20kHz
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 0;  // up-down计数模式
    EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = 2; // 当CMPA <= TBCTR，EPWMxA引脚输出高电平
    EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAD = 1; // 当CMPA > TBCTR，EPWMxA引脚输出低电平
    EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = 0; // 初始占空比为0
    EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCAEN = 1; // 使能PWM触发ADC
    EPwm1Regs.ETSEL.bit.SOCASEL = 4; // 当计数器计数到零时触发ADC
    EPwm1Regs.ETPS.bit.SOCAPRD = 1; // PWM触发ADC时序为立即触发
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSEN = 0; // 禁止相位补偿
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.SYNCOSEL = 0; // 禁止同步输出
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.HSPCLKDIV = 0; // 不使用高速时钟
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CLKDIV = 0; // 时钟分频系数为1
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.FREE_SOFT = 0b10; // 停止计数器并清空CMPA、CMPB寄存器
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.PHSDIR = 0; // 相位递增
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.SWFSYNC = 0; // 禁止软件同步
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.TRB = 1; // 允许重新加载计数器
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 3; // 停止计数器并清空CMPA、CMPB寄存器
    EDIS;
}

void ControlSpeed(void)
{
    float error = speed_ref - speed_act;
    pid.integral += (error + pid.error[0]) * pid.Ts / 2;
    pid.derivative = (error - pid.error[0]) / pid.Ts;
    pid.error[0] = error;
    duty_cycle = pid.Kp * error + pid.Ki * pid.integral + pid.Kd * pid.derivative;
    duty_cycle = duty_cycle > pid.saturation ? pid.saturation : duty_cycle;
    duty_cycle = duty_cycle < -pid.saturation ? -pid.saturation : duty_cycle;
    EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA = EPwm1Regs.TBPRD * (1.0 - duty_cycle) / 2;
}

void main(void)
{
    InitSysCtrl();
    InitPieCtrl();
    InitPwm();
    InitEncoder();
    EnableInterrupts();
    
    while (1)
    {
        MeasureSpeed();
        ControlSpeed();
        DELAY_US(SAMPLE_TIME_MS * 1000);
    }
}

在代码中，我们首先定义了电机参数和控制参数。然后定义了一个PID控制器结构体，其中包含了比例系数、积分系数、微分系数、采样时间、饱和值、误差、积分和微分等变量。在控制函数中，我们首先测量电机的速度，然后根据速度设定值和实际值计算出误差，并使用PID控制算法计算出输出值。在主函数中，我们使用定时器来定时采样电机速度和控制电机，然后将控制量输出到PWM信号中，驱动电机转动。

需要注意的是，上述代码中使用了编码器来测量电机速度，在初始化函数中需要设置GPIO引脚，并配置中断。同时，PWM信号需要设置占空比和周期，以及触发ADC采样。