STM32F407 模糊控制算法代码

时间: 2023-09-26 11:13:25 浏览: 41
下面是一个基于模糊控制算法的 STM32F407 代码示例: ```c #include "stm32f4xx.h" #include "stm32f4xx_gpio.h" #include "stm32f4xx_rcc.h" #include "stm32f4xx_tim.h" // 定义控制参数 #define KP 0.5 #define KI 0.25 #define KD 0.1 // 定义模糊控制器的参数 #define NB 7 // 模糊集个数 #define NM 7 // 模糊集个数 #define NS 7 // 模糊集个数 // 模糊集数组 const float NB_set[NB] = {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}; const float NM_set[NM] = {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}; const float NS_set[NS] = {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}; // 模糊规则表 const float rule_table[NB][NM][NS] = { {{-10, -10, -10, -10, -10, -10, -5}, {-10, -10, -10, -10, -10, -5, -3}, {-10, -10, -10, -10, -5, -3, 0}, {-10, -10, -10, -5, -3, 0, 3}, {-10, -10, -5, -3, 0, 3, 5}, {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}, {-5, -3, 0, 3, 5, 10, 10}}, {{-10, -10, -10, -10, -10, -5, 0}, {-10, -10, -10, -10, -5, -3, 3}, {-10, -10, -10, -5, -3, 0, 5}, {-10, -10, -5, -3, 0, 3, 10}, {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}, {-5, -3, 0, 3, 5, 10, 10}, {-3, 0, 3, 5, 10, 10, 10}}, {{-10, -10, -10, -10, -5, -3, 3}, {-10, -10, -10, -5, -3, 0, 5}, {-10, -10, -5, -3, 0, 3, 10}, {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}, {-5, -3, 0, 3, 5, 10, 10}, {-3, 0, 3, 5, 10, 10, 10}, {0, 3, 5, 10, 10, 10, 10}}, {{-10, -10, -5, -3, 0, 3, 10}, {-10, -5, -3, 0, 3, 5, 10}, {-5, -3, 0, 3, 5, 10, 10}, {-3, 0, 3, 5, 10, 10, 10}, {0, 3, 5, 10, 10, 10, 10}, {3, 5, 10, 10, 10, 10, 10}, {5, 10, 10, 10, 10, 10, 10}}, {{-5, -3, 0, 3, 5, 10, 10}, {-3, 0, 3, 5, 10, 10, 10}, {0, 3, 5, 10, 10, 10, 10}, {3, 5, 10, 10, 10, 10, 10}, {5, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}}, {{0, 3, 5, 10, 10, 10, 10}, {3, 5, 10, 10, 10, 10, 10}, {5, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}}, {{10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}, {10, 10, 10, 10, 10, 10, 10}}}; // 定义控制变量 float error, last_error, integral, derivative, control_value; // 定义模糊输入和输出变量 int nb_index, nm_index, ns_index, output_index; // 定义定时器中断处理函数 void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) { // 读取 ADC 值并计算误差 uint16_t adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1); error = adc_value - 2048; // 计算模糊输入变量的索引值 nb_index = (int)((error - NB_set[0]) / (NB_set[1] - NB_set[0])); nm_index = (int)((error - NM_set[0]) / (NM_set[1] - NM_set[0])); ns_index = (int)((error - NS_set[0]) / (NS_set[1] - NS_set[0])); // 限制模糊输入变量的范围 if (nb_index < 0) nb_index = 0; if (nb_index >= NB) nb_index = NB - 1; if (nm_index < 0) nm_index = 0; if (nm_index >= NM) nm_index = NM - 1; if (ns_index < 0) ns_index = 0; if (ns_index >= NS) ns_index = NS - 1; // 计算模糊输出变量的索引值 output_index = 0; for (int i = 0; i < NB; i++) { for (int j = 0; j < NM; j++) { for (int k = 0; k < NS; k++) { float rule_value = rule_table[i][j][k]; if (rule_value > 0) { int min_index = i; if (j < min_index) min_index = j; if (k < min_index) min_index = k; if (min_index > output_index) output_index = min_index; } } } } // 计算控制值 integral += error; derivative = error - last_error; control_value = KP * error + KI * integral + KD * derivative; // 设置 PWM 占空比 TIM_SetCompare1(TIM3, (uint16_t)(control_value * 0.1 * output_index)); // 更新误差 last_error = error; // 清除定时器中断标志位 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); } } int main(void) { // 启用 GPIOA、GPIOB、TIM3 和 ADC1 时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); // 配置 PA0 为模拟输入引脚 GPIO_InitTypeDef gpio_init; gpio_init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; gpio_init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; gpio_init.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init); // 配置 PB4 为 PWM 输出引脚 gpio_init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; gpio_init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; gpio_init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; gpio_init.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; gpio_init.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init); // 将 PB4 映射到 TIM3_CH1 GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_TIM3); // 配置 TIM3 为 PWM 模式 TIM_TimeBaseInitTypeDef tim_init; tim_init.TIM_Period = 999; tim_init.TIM_Prescaler = 83; tim_init.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; tim_init.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &tim_init); TIM_OCInitTypeDef tim_oc_init; tim_oc_init.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; tim_oc_init.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; tim_oc_init.TIM_Pulse = 0; tim_oc_init.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM3, &tim_oc_init); TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); // 配置 ADC1 为单次转换模式 ADC_CommonInitTypeDef adc_common_init; adc_common_init.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; adc_common_init.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4; adc_common_init.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled; adc_common_init.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles; ADC_CommonInit(&adc_common_init); ADC_InitTypeDef adc_init; adc_init.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; adc_init.ADC_ScanConvMode = DISABLE; adc_init.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; adc_init.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; adc_init.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_T1_CC1; adc_init.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; adc_init.ADC_NbrOfConversion = 1; ADC_Init(ADC1, &adc_init); // 启用 ADC1 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); // 配置定时器 TIM2 为 1kHz 的中断频率 TIM_TimeBaseInitTypeDef tim2_init; tim2_init.TIM_Period = 8399; tim2_init.TIM_Prescaler = 9; tim2_init.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; tim2_init.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tim2_init); TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn); // 启动定时器 TIM2 和 PWM 输出 TIM3 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); while (1) { } } ``` 注意,以上代码仅供参考,具体实现可能因应用场景的不同而有所差异。需根据具体的控制需求进行调整。

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