DC-Motor-PID-Control

1 目标

实现PID控制直流编码电机

2 步骤

2.1 按键控制电机速度（参考江科协代码）

• 电机的驱动函数能输入PWM的值作为参数(在PID控制的实例中，实际用不到按键)

2.2 编码器接口测速（参考江科协代码）

• 编码器接口计数，通过转换能计算出电机的实际转速。
• 45减速比，4分频，霍尔编码器电机转一圈单相输出13个脉冲,则电机输出轴转一圈最大输出 4x45x13=2340 个计数
• 角速度计算公式 Rps=实际编码器计数/2340 (圈/秒)

2.3 串口通讯（参考江科协代码）

• 串口输出编码器的转速值，连接上位机图形化显示 Serial_Printf("Rps: %.2f\n", Rps); //串口输出转速，换行打印
• 待完成功能：Kp, Ki, Kd参数通过串口输入，而不用每次更改都编译和下载一遍
• 串口读取TT马达的目标转速，以达到转速可调的目的

/**
  * @brief  从串口输入Rps目标转速，以达到马达的目标转速可调的目的
  * @param  Target: 将当前的目标转速传入函数，如果串口没有输入将保持当前转速
  * @retval Rps目标转速
  */
float Get_Rps(float Target) 
{
	if (Serial_RxFlag == 1) 
	{
		Target = atof(Serial_RxPacket); //使用库函数atof将字符串表示的浮点数转换为浮点数类型
		Serial_RxFlag = 0;		
	}
	return Target;	
}		

2.4 旋转编码器PID控制电机速度

• 简单粗暴的控制方式，不能让转速稳定在3 round/sec

if (Rps > 3.1) Speed--;
if (Rps < 2.9) Speed++;

• 旋转编码器PID控制电机速度

float Err=0, LastErr=0, NextErr=0, Add=0, Kp=20, Ki=0.5, Kd=0, POut=0, IOut=0, DOut;
int8_t TotalOut=0;

float PID(float Rps, float Target)
{
	Err = Target - Rps; //计算实际值与目标值的偏差值
	POut = Kp * Err; //计算PID的比例值P的输出值
	IOut += Ki * Err; //计算PID的比例值I的输出值
	DOut = Err - LastErr;
	TotalOut = (int8_t)(POut + IOut + DOut);
	LastErr = Err;
	return TotalOut;
}

3 定时器表资源表：STM32F103C8T6定时器资源：TIM1,TIM2,TIM3,TIM4

	*功能*	  *定时器*	 *类型*
	闲置	   TIM1	   高级定时器
	PWM	    TIM2    通用定时器	
	Encoder	    TIM3    通用定时器	
	Timer	    TIM4    通用定时器	

4 接线框图

• STM32F103C8T6
• TB6612FNG驱动芯片
• 带编码器TT马达（额定DC 6V，但为了简化电路，从ST-Link直接取5V电），编码器输出AB相接在PA6和PA7两个GPIO口