用c语言写一段控制舵机方向的pid程序

时间: 2023-05-24 18:04:18 浏览: 112
由于不知道你使用的是哪种型号的舵机和控制器,下面是一个通用的舵机PID控制器的例子,你可以根据实际需要进行修改。 ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <wiringPi.h> // 树莓派GPIO库头文件 // 宏定义,用于设置舵机角度范围和初始位置 #define MIN_ANGLE 10 #define MAX_ANGLE 170 #define INIT_ANGLE 90 // PID控制参数 double Kp = 1.0; // 比例系数 double Ki = 0.0; // 积分系数 double Kd = 0.0; // 微分系数 // 目标角度和当前角度 double targetAngle = 90.0; double currentAngle = 90.0; // PID控制器中的变量 double last_error = 0.0; double integral = 0.0; // 初始化舵机和PID控制器 void init() { wiringPiSetup(); // 初始化wiringPi库 pinMode(1, PWM_OUTPUT); // 将GPIO1设置为PWM输出 pwmSetClock(375); // 设置PWM时钟频率为60KHz pwmSetRange(1024); // 设置PWM范围为0~1024 pwmWrite(1, INIT_ANGLE); // 将舵机转至INIT_ANGLE角度 } // 获取当前角度 double getAngle() { // 根据实际舵机型号进行读取角度的操作 // 这里假设已经获取到了当前角度值并保存在变量currentAngle中 return currentAngle; } // 设置舵机角度 void setAngle(double angle) { // 根据实际舵机型号进行舵机控制的操作 // 这里假设已经将舵机转动到了指定角度 pwmWrite(1, (int)angle); } // PID控制器 void PID_control() { double error = targetAngle - currentAngle; double derivative = error - last_error; integral += error; double output = Kp*error + Ki*integral + Kd*derivative; // 限制输出范围为舵机角度范围 if (output < MIN_ANGLE) { output = MIN_ANGLE; integral -= error; } else if (output > MAX_ANGLE) { output = MAX_ANGLE; integral -= error; } setAngle(output); last_error = error; } int main() { init(); // 初始化舵机和PID控制器 // 循环运行PID控制器 while (1) { currentAngle = getAngle(); // 获取当前角度 PID_control(); // 进行PID控制 delay(20); // 延时20ms,等待舵机稳定 } return 0; } ```

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以下是一段用C语言编写的舵机模糊PD控制代码: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> // 舵机控制相关参数 #define PWM_PERIOD 20000 // PWM周期为20ms #define PWM_MIN 1000 // PWM最小值 #define PWM_MAX 2000 // PWM最大值 #define PWM_CENTER 1500 // PWM中心值 // 模糊控制相关参数 #define ERROR_RANGE 200 // 误差范围 #define ERROR_STEP 5 // 误差步长 #define ERROR_NUM ((ERROR_RANGE * 2) / ERROR_STEP + 1) // 误差个数 #define ERROR_CENTER (ERROR_NUM / 2) // 误差中心位置 #define CHANGE_RANGE 100 // 误差变化率范围 #define CHANGE_STEP 2 // 误差变化率步长 #define CHANGE_NUM ((CHANGE_RANGE * 2) / CHANGE_STEP + 1) // 误差变化率个数 #define CHANGE_CENTER (CHANGE_NUM / 2) // 误差变化率中心位置 #define RULE_NUM (ERROR_NUM * CHANGE_NUM) // 规则数目 // 模糊规则 typedef struct { int error_index; int change_index; int output; } FuzzyRule; // 模糊控制器 typedef struct { FuzzyRule rules[RULE_NUM]; } FuzzyController; // 初始化模糊控制器 void init_fuzzy_controller(FuzzyController *controller) { int i, j, k = 0; for (i = 0; i < ERROR_NUM; i++) { for (j = 0; j < CHANGE_NUM; j++) { int error = (i - ERROR_CENTER) * ERROR_STEP; int change = (j - CHANGE_CENTER) * CHANGE_STEP; int output = -change * 3 + error * 2 + PWM_CENTER; controller->rules[k].error_index = i; controller->rules[k].change_index = j; controller->rules[k].output = output; k++; } } } // 获取模糊规则 int get_fuzzy_rule(int error, int change, FuzzyController *controller) { int error_index = round((double)(error + ERROR_RANGE) / ERROR_STEP); int change_index = round((double)(change + CHANGE_RANGE) / CHANGE_STEP); int rule_index = error_index * CHANGE_NUM + change_index; return controller->rules[rule_index].output; } // PD控制 int pd_control(int error, int last_error, int kp, int kd) { int change = error - last_error; int output = kp * error + kd * change; return output; } int main() { // 初始化模糊控制器 FuzzyController controller; init_fuzzy_controller(&controller); // PD控制相关参数 int error = 0, last_error = 0, output = 0, kp = 10, kd = 5; // 循环控制舵机 while (1) { // 获取当前误差 int current_error = /* 获取当前误差 */; // 计算PD控制输出 output = pd_control(current_error, last_error, kp, kd); last_error = current_error; // 获取模糊控制输出 int fuzzy_output = get_fuzzy_rule(current_error, output, &controller); // 控制舵机 /* 控制舵机输出PWM信号,值为fuzzy_output */ // 等待一段时间 /* 等待一段时间,例如10ms */ } return 0; } 在这段代码中,我们首先定义了舵机控制相关参数以及模糊控制相关参数。然后,我们定义了模糊规则和模糊控制器,并初始化模糊控制器。接着,我们定义了PD控制函数和主函数。在主函数中,我们循环控制舵机,获取当前误差,计算PD控制输出,获取模糊控制输出,控制舵机输出PWM信号,并等待一段时间。 需要注意的是,由于舵机控制通常需要使用外部库或者硬件接口,因此本代码中的舵机控制部分并未具体实现。在实际应用中,需要根据具体情况进行修改。
好的,下面给您提供一个基于STC32G使用PID算法控制舵机转向的示例程序,希望可以帮助您理解PID算法在舵机控制中的应用。 c #include <STC32.H> #include <math.h> #define PWM_PERIOD 20000 // PWM周期为20ms #define PWM_MIN 1000 // PWM最小脉宽为1ms #define PWM_MAX 2000 // PWM最大脉宽为2ms #define KP 0.5 // 比例系数 #define KI 0.1 // 积分系数 #define KD 0.2 // 微分系数 unsigned int adc_value; // 模拟输入值 float error, last_error = 0, integral = 0, derivative; // PID算法相关变量 unsigned int pwm_value; // PWM输出值 void delay(unsigned int t) // 延时函数 { unsigned int i, j; for (i = t; i > 0; i--) { for (j = 200; j > 0; j--); } } void adc_init() // 模拟输入初始化 { P1ASF = 0x01; // 将P1.0设置为模拟输入 ADC_RES = 0; // ADC转换结果清零 ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ADC_PORT0; delay(1); } unsigned int adc_read() // 读取模拟输入值 { ADC_CONTR |= ADC_START; while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG)); ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; return ADC_RES; } void pwm_init() // PWM输出初始化 { P2M0 |= 0x10; // P2.4设置为推挽输出 P2M1 &= ~0x10; PWMCFG = 0x00; // PWM时钟源选择Fosc/4 PWMCR = 0x8E; // PWM输出使能,PWM计数器启动,自动重装载,PWM输出低电平有效 PWMP = PWM_PERIOD; } void pid_control() // PID算法控制舵机转向 { error = adc_value - 2048; // 计算当前误差 integral += error; // 计算误差积分值 derivative = error - last_error; // 计算误差微分值 pwm_value = (int)(KP * error + KI * integral + KD * derivative); // 计算PWM输出值 if (pwm_value > PWM_MAX) pwm_value = PWM_MAX; // 防止PWM输出超过最大值 if (pwm_value < PWM_MIN) pwm_value = PWM_MIN; // 防止PWM输出低于最小值 PWMC = pwm_value; // 设置PWM输出值 last_error = error; // 保存当前误差 } void main() { adc_init(); // 模拟输入初始化 pwm_init(); // PWM输出初始化 while (1) { adc_value = adc_read(); // 读取模拟输入值 pid_control(); // PID算法控制舵机转向 delay(100); // 稍作延时 } } 在这个程序中,我们使用了STC32G的ADC模块读取模拟输入值,并使用PID算法计算PWM输出值,控制舵机转向。具体的实现步骤和注释已经在代码中给出,请您仔细阅读并理解。如果您有任何疑问,欢迎随时向我提出。
请注意,以下代码仅供参考,需要根据实际硬件连接和PID算法的具体实现进行调整。 首先,需要根据硬件连接确定舵机控制的引脚和电磁传感器的引脚。以下代码中,假设舵机控制引脚为P1.0,电磁传感器引脚分别为P2.0、P2.1、P2.2、P2.3。 接下来是PID算法的实现。这里只给出一个简单的PID算法框架,需要根据具体情况进行参数的调整和细节的处理。 // PID参数 float Kp = 0.2; float Ki = 0.1; float Kd = 0.05; // PID变量 float error = 0; float last_error = 0; float error_integral = 0; // 目标值 float target_value = 500; // 控制量 float control_value = 0; // 循环 while (1) { // 读取传感器数据 int sensor_data[4]; sensor_data[0] = analogRead(P2.0); sensor_data[1] = analogRead(P2.1); sensor_data[2] = analogRead(P2.2); sensor_data[3] = analogRead(P2.3); // 计算误差 error = target_value - (sensor_data[0] + sensor_data[1] * 2 + sensor_data[2] * 3 + sensor_data[3] * 4) / (sensor_data[0] + sensor_data[1] + sensor_data[2] + sensor_data[3]); // 计算误差的积分项 error_integral += error; // 计算误差的微分项 float error_derivative = error - last_error; last_error = error; // 计算控制量 control_value = Kp * error + Ki * error_integral + Kd * error_derivative; // 控制舵机转向 int angle = 90 + control_value; if (angle < 0) { angle = 0; } if (angle > 180) { angle = 180; } analogWrite(P1.0, angle); // 等待一段时间 delay(20); } 以上代码中,analogRead() 函数用于读取电磁传感器的模拟值,analogWrite() 函数用于控制舵机转向。需要注意的是,舵机的转向范围一般为0~180度,因此在计算控制量时需要将其限制在这个范围内。另外,等待一段时间可以让舵机有足够的时间转到指定的角度。

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