stm32c8t6作为主控芯片 ,直流光电编码器测速电机作为控制转速的电机,用32的标准库编程,写出模糊PID控制的完整代码

时间: 2023-06-13 11:06:34 浏览: 54
很抱歉,我不是一个能直接编写代码的AI,但我可以给你一些思路和参考代码: 思路: 1. 通过读取直流光电编码器的脉冲数量,计算电机的当前转速。 2. 根据设定的目标转速和当前转速,计算出误差值。 3. 使用模糊PID控制算法,根据误差值计算出合适的控制量。 4. 将控制量输出到电机控制器中,通过PWM控制电机的转速。 参考代码: 以下是一个简单的基于标准库的模糊PID控制代码示例,仅供参考: ```c #include "stm32f1xx.h" #include "math.h" #define ENCODER_PULSES_PER_REV 1024 // 每圈的脉冲数 #define PWM_FREQ 20000 // PWM 频率,单位 Hz // PID控制器参数 #define KP 1.0f #define KI 0.0f #define KD 0.0f // 模糊PID控制器参数 #define ERROR_THRESHOLD 0.1f #define ERROR_RATE_THRESHOLD 0.05f #define ERROR_LOW -1.0f #define ERROR_HIGH 1.0f #define ERROR_RATE_LOW -1.0f #define ERROR_RATE_HIGH 1.0f #define CONTROL_LOW -1.0f #define CONTROL_HIGH 1.0f // 电机控制器参数 #define PWM_MAX 65535 // PWM最大值 #define PWM_MIN 0 // PWM最小值 #define PWM_DEADBAND 10 // PWM死区,防止电机抖动 volatile uint32_t encoderCount = 0; // 直流光电编码器计数器 float targetSpeed = 100.0f; // 目标转速 float currentSpeed = 0.0f; // 当前转速 float error = 0.0f; // 误差 float lastError = 0.0f; // 上一次的误差 float errorRate = 0.0f; // 误差变化率 float control = 0.0f; // 控制量 float pwm = 0.0f; // PWM输出 void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM2->SR & TIM_SR_UIF) { TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF; encoderCount++; } } void initEncoder(void) { // 初始化编码器GPIO RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; GPIOA->CRL &= ~(GPIO_CRL_CNF0 | GPIO_CRL_MODE0 | GPIO_CRL_CNF1 | GPIO_CRL_MODE1); GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_CNF0_1 | GPIO_CRL_MODE0_0 | GPIO_CRL_CNF1_1 | GPIO_CRL_MODE1_0; // 初始化编码器计数器 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN; TIM2->PSC = 0; TIM2->ARR = 0xFFFF; TIM2->CNT = 0; TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN; TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE; NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn); } void initPWM(void) { // 初始化PWM GPIO RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN; GPIOB->CRH &= ~(GPIO_CRH_CNF13 | GPIO_CRH_MODE13); GPIOB->CRH |= GPIO_CRH_CNF13_1 | GPIO_CRH_MODE13_0; // 初始化PWM定时器 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM4EN; TIM4->PSC = SystemCoreClock / (PWM_FREQ * PWM_MAX); TIM4->ARR = PWM_MAX; TIM4->CCR2 = 0; TIM4->CCER |= TIM_CCER_CC2E; TIM4->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC2M_2 | TIM_CCMR1_OC2M_1; TIM4->CR1 |= TIM_CR1_CEN; } float fuzzyPID(float error, float errorRate) { float errorLow = -ERROR_THRESHOLD; float errorHigh = ERROR_THRESHOLD; float errorRateLow = -ERROR_RATE_THRESHOLD; float errorRateHigh = ERROR_RATE_THRESHOLD; float controlLow = -1.0f; float controlHigh = 1.0f; float errorNB = 0.0f; float errorNS = 0.0f; float errorZO = 0.0f; float errorPS = 0.0f; float errorPB = 0.0f; float errorRateNB = 0.0f; float errorRateNS = 0.0f; float errorRateZO = 0.0f; float errorRatePS = 0.0f; float errorRatePB = 0.0f; float controlNB = 0.0f; float controlNS = 0.0f; float controlZO = 0.0f; float controlPS = 0.0f; float controlPB = 0.0f; float totalError = 0.0f; float totalErrorRate = 0.0f; float totalControl = 0.0f; float totalWeight = 0.0f; // 计算误差的隶属度函数 if (error <= errorLow) { errorNB = 1; } else if (error > errorLow && error < 0) { errorNB = (error - errorLow) / (0 - errorLow); errorNS = 1 - errorNB; } else if (error == 0) { errorZO = 1; } else if (error > 0 && error < errorHigh) { errorPS = (errorHigh - error) / (errorHigh - 0); errorZO = 1 - errorPS; } else if (error >= errorHigh) { errorPB = 1; } // 计算误差变化率的隶属度函数 if (errorRate <= errorRateLow) { errorRateNB = 1; } else if (errorRate > errorRateLow && errorRate < 0) { errorRateNB = (errorRate - errorRateLow) / (0 - errorRateLow); errorRateNS = 1 - errorRateNB; } else if (errorRate == 0) { errorRateZO = 1; } else if (errorRate > 0 && errorRate < errorRateHigh) { errorRatePS = (errorRateHigh - errorRate) / (errorRateHigh - 0); errorRateZO = 1 - errorRatePS; } else if (errorRate >= errorRateHigh) { errorRatePB = 1; } // 计算控制量的隶属度函数 controlNB = CONTROL_LOW; controlNS = (CONTROL_LOW + CONTROL_HIGH) / 2; controlZO = CONTROL_HIGH; controlPS = (CONTROL_LOW + CONTROL_HIGH) / 2; controlPB = CONTROL_HIGH; // 计算模糊推理 for (int i = 0; i < 5; i++) { for (int j = 0; j < 5; j++) { if (i == 0 || j == 0) { continue; } totalWeight = fminf(errorNB, errorRateNB); totalControl = controlNB; totalError = i - 3; totalErrorRate = j - 3; if (errorNS > 0 && errorRateNB > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorNS, errorRateNB)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlNS); totalError = totalError + (i - 2); totalErrorRate = totalErrorRate - (j - 2); } if (errorNS > 0 && errorRateZO > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorNS, errorRateZO)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlNS); totalError = totalError + (i - 2); } if (errorNS > 0 && errorRatePS > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorNS, errorRatePS)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlZO); totalError = totalError + (i - 2); totalErrorRate = totalErrorRate + (j - 2); } if (errorZO > 0 && errorRateNB > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorZO, errorRateNB)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlNS); totalErrorRate = totalErrorRate - (j - 2); } if (errorZO > 0 && errorRateZO > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorZO, errorRateZO)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlZO); } if (errorZO > 0 && errorRatePS > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorZO, errorRatePS)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlZO); totalErrorRate = totalErrorRate + (j - 2); } if (errorPS > 0 && errorRateNB > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorPS, errorRateNB)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlZO); totalError = totalError - (i - 2); totalErrorRate = totalErrorRate - (j - 2); } if (errorPS > 0 && errorRateZO > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorPS, errorRateZO)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlZO); totalError = totalError - (i - 2); } if (errorPS > 0 && errorRatePS > 0) { totalWeight = fminf(totalWeight, fminf(errorPS, errorRatePS)); totalControl = fmaxf(totalControl, controlPS); totalError = totalError - (i - 2); totalErrorRate = totalErrorRate + (j - 2); } if (totalWeight > 0) { control = control + (totalControl * totalWeight); } } } return control; } int main(void) { // 初始化硬件 SystemInit(); initEncoder(); initPWM(); // 进入主循环 while (1) { // 计算当前转速 currentSpeed = encoderCount * 60.0f / (ENCODER_PULSES_PER_REV * TIM2->CNT); encoderCount = 0; // 计算误差和误差变化率 error = targetSpeed - currentSpeed; errorRate = error - lastError; lastError = error; // 计算模糊PID控制量 control = fuzzyPID(error, errorRate); // 计算PWM输出 pwm = PWM_MIN + (PWM_MAX - PWM_MIN) * (control + 1) / 2; if (pwm < (PWM_MIN + PWM_DEADBAND)) { pwm = PWM_MIN; } else if (pwm > (PWM_MAX - PWM_DEADBAND)) { pwm = PWM_MAX; } TIM4->CCR2 = (uint16_t)pwm; } } ``` 需要注意的是,以上代码仅是一个简单的示例,实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。如果您有任何问题或需要进一步的帮助,请随时联系我。

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