stm32hal库串级pid代码

时间: 2023-10-09 15:16:00 浏览: 41
以下是使用STM32 HAL库实现串级PID控制的示例代码。这个例子是使用STM32F4 Discovery板和Keil MDK-ARM开发环境编写的。 首先,需要在代码中包含必要的头文件和定义一些变量和常量: ```c #include "stm32f4xx_hal.h" #include "math.h" #define PWM_FREQ 10000 // PWM频率,单位为Hz #define PWM_PERIOD ((SystemCoreClock / PWM_FREQ) - 1) // PWM周期 #define KP1 2.0 // 一级PID控制器的比例系数 #define KI1 0.1 // 一级PID控制器的积分系数 #define KD1 0.01 // 一级PID控制器的微分系数 #define KP2 1.0 // 二级PID控制器的比例系数 #define KI2 0.05 // 二级PID控制器的积分系数 #define KD2 0.005 // 二级PID控制器的微分系数 static TIM_HandleTypeDef htim2; // 定义TIM2句柄 static TIM_HandleTypeDef htim3; // 定义TIM3句柄 static uint32_t adc_value; // ADC采样值 static float setpoint = 0.0; // 设定值 static float error1 = 0.0; // 一级PID控制器误差 static float error2 = 0.0; // 二级PID控制器误差 static float last_error1 = 0.0; // 上一次一级PID控制器误差 static float last_error2 = 0.0; // 上一次二级PID控制器误差 static float integral1 = 0.0; // 一级PID控制器积分项 static float integral2 = 0.0; // 二级PID控制器积分项 static float derivative1 = 0.0; // 一级PID控制器微分项 static float derivative2 = 0.0; // 二级PID控制器微分项 static float output1 = 0.0; // 一级PID控制器输出值 static float output2 = 0.0; // 二级PID控制器输出值 static float last_output2 = 0.0; // 上一次二级PID控制器输出值 ``` 然后,需要初始化TIM2和TIM3定时器,以及ADC采样: ```c void SystemClock_Config(void); int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); // 初始化TIM2 htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 0; htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim2.Init.Period = PWM_PERIOD; htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_PWM_Init(&htim2); // 初始化TIM3 htim3.Instance = TIM3; htim3.Init.Prescaler = 0; htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim3.Init.Period = 4095; htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_Base_Init(&htim3); HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); // 初始化ADC ADC_ChannelConfTypeDef sConfig; ADC_HandleTypeDef hadc1; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2; hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE; hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE; hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV; HAL_ADC_Init(&hadc1); sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; sConfig.Rank = 1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES; HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig); // 启动PWM输出 TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC; sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 0; sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); while (1) { // 读取ADC采样值 HAL_ADC_Start(&hadc1); if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 1000000) == HAL_OK) { adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); } HAL_ADC_Stop(&hadc1); // 一级PID控制器 error1 = setpoint - adc_value; integral1 += error1; derivative1 = error1 - last_error1; output1 = KP1 * error1 + KI1 * integral1 + KD1 * derivative1; last_error1 = error1; // 二级PID控制器 error2 = output1 - last_output2; integral2 += error2; derivative2 = error2 - last_error2; output2 = KP2 * error2 + KI2 * integral2 + KD2 * derivative2; last_error2 = error2; last_output2 = output2; // 更新PWM输出 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t)(output2 * PWM_PERIOD / 3.3)); } } void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4; HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5); HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000); HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK); HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0); } ``` 在主循环中,首先读取ADC采样值,然后使用一级PID控制器计算输出值,再使用二级PID控制器对一级PID控制器的输出进行控制,最后更新PWM输出。 需要注意的是,此示例代码中的一级PID控制器和二级PID控制器的参数是根据实际情况进行设置的,需要根据具体应用进行调整。 希望这能帮助你实现串级PID控制。

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