Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Микроконтроллеры
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  
 
Рейтинг 5.00/21: Рейтинг темы: голосов - 21, средняя оценка - 5.00
2 / 2 / 3
Регистрация: 19.04.2018
Сообщений: 100

ПИД-регулятор (ПИ-регулятор) сервомотора

10.09.2020, 04:57. Показов 4225. Ответов 2

Студворк — интернет-сервис помощи студентам
Всем привет.
Спалил контролер сервы MG996r и решил сделать его на МК Ардуино. Вопрос не финансовый, вопрос спортивный.
Написал ПИ-регулятор. Регулятор будет получать сигнал с основного МК в виде 0-255 (ШИМ). На этапе отладки получение данных с внешнего контролера отключено и задаю угол в ручную в формате 0 -1023 (даже таблицу для этого написал в коде есть комментарии. Параметры энкодера и мотора не знаю, детали из сервы. Драйвер L298n. МК Ардуино Нано.

Схема подключения:


Код:


C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
#define PIN_ENA 6 //ШИМ (0 -255)
#define PIN_IN1 5 //направление вращения мотора 
#define PIN_IN2 4 //направление вращения мотора
#define PIN_POT A7 //чтение данных с энкодера (0 -1023)
#define PIN_ANGLEIN A6 // Получение угла с основного контролера (0 -1023)
#define iMin -0.2
#define iMax 0.2
 
float kp = 1; 
 
float ki = 0.001;
float iSum = 0;
 
float kd = 1;
float old_y = 0;
 
float PIDctl(float error, float y)
{
  float up, ui, ud;
 
  up = kp * error;
 
  iSum = iSum + error;
 
  if (iSum < iMin) iSum = iMin;
  if (iSum > iMax) iSum = iMax;
 
  ui = ki * iSum;
 
  ud = kd * (y - old_y);
  old_y = y;
 
  return up + ui;
}
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("PID, Encoder");
  pinMode(PIN_POT, INPUT);
  pinMode(PIN_ENA, OUTPUT);
  pinMode(PIN_IN1, OUTPUT);
  pinMode(PIN_IN2, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ANGLEIN, INPUT);
}
 
void loop()
{
  //int angleInput = map(analogRead(PIN_ANGLEIN), 0, 255, 0, 1023);//заготовка под внешний сигнал
  int angleInput = 512;//ввод в ручную, 512 это 90 градусов в формате 0 -1023
 
  int angleEncoder = analogRead(PIN_POT);//читаю данные с экодера в формате 0 -1023
 
  float PID = PIDctl(angleInput - angleEncoder, angleEncoder);
 
  if (PID < 0) // вращение в одну сторону
  {
    digitalWrite(PIN_IN1, HIGH);
    digitalWrite(PIN_IN2, LOW);
  }
  else if (PID > 0) // вращение в другую сторону
  {
    digitalWrite(PIN_IN1, LOW);
    digitalWrite(PIN_IN2, HIGH);
  }
 
  Serial.print(PID);
  Serial.print(", ");
  Serial.println(map(angleEncoder, 0 , 1023, 0, 180));//перевожу значение с энкодера в градусы чтоб читалось удобнее
 
  analogWrite(PIN_ENA, map(abs(PID), 0, 1023, 100, 255));//перевожу значение ПИД в ШИМ и отдаю на драйвер мотора, ШИМ меньше 100 мотор не крутит.
 
  if (angleEncoder == angleInput)
  {
    digitalWrite(PIN_IN1, LOW);
    digitalWrite(PIN_IN2, LOW);
 
  }
}

Проблема: серва не останавливается в заданной точке. Идут колебания в 4 градуса, два в плюс, два в минус.

Я сначала думал что удачно попал в пропорциональный коэффициент, начал крутить интегратор - результатов ноль.
Вернулся к пропорции и при значениях Кп 0,1; 1; 2; 5; 10 результат один и тот же.

Причем в Мониторе порта видно что серва часто попадает в заданный угол, но не останавливается. Более того, я руками поворачиваю вал в заданный угол (смотрю в мониторе порта значения с энкодера), и как только отпускаю вал поворачивается и начинаются колебания.

В чем проблема?
0
IT_Exp
Эксперт
34794 / 4073 / 2104
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 32,602
Блог
10.09.2020, 04:57
Ответы с готовыми решениями:

MCS-51. ПИД-регулятор
Добрый день! Необходимо сделать ПИД-регулятор на ассемблере 8051. Начал с отработки алгоритма - написал программу на C#, удостоверился,...

Повышающий регулятор мощности паяльника
Проблема заключается в том, что мне нужна какая-нибудь техническая документация для повышающего регулятора мощности паяльника, но везде...

Регулятор оборотов бесколлекторного двигателя
Подкиньте пожалуйста схему регулятора оборотов(ESC) под авиамодельный бесколлекторник. Буду признателен, если получу еще и прошивку для...

2
Эксперт по электронике
6568 / 3195 / 335
Регистрация: 28.10.2011
Сообщений: 12,474
Записей в блоге: 7
10.09.2020, 11:45
Посмотрите что в angleEncoder.
Возможно помехи попадают в апц.
Возможно ШИМ в меге слишком грубый и нужен более точный.
Плавающая точка требует много вычислительных ресурсов в 8-ми битниках без ее поддержки, а значит затрачивается много времени. Из-за этого вовремя не успевает измениться ШИМ и происходит перемещение дальше заданной позиции.
Возьмите более быстрый микроконтроллер с аппаратной поддержкой float, например STM32F411CET6/U6.
0
 Аватар для Alex Kireev
28 / 36 / 6
Регистрация: 21.11.2017
Сообщений: 202
10.09.2020, 12:00
На выход мотора поставь конденсатор керамический 104 (Обозначается) это помехи от электромотора скорее всего. Если это не поможет, то тогда только увеличивать частоту ШИМ сигнала микроконтроллера
Миниатюры
ПИД-регулятор (ПИ-регулятор) сервомотора  
0
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
BasicMan
Эксперт
29316 / 5623 / 2384
Регистрация: 17.02.2009
Сообщений: 30,364
Блог
10.09.2020, 12:00
Помогаю со студенческими работами здесь

Регулятор частоты синусоидального сигнала на МК PIC16
Доброго времени суток, форумчане! Задача такова: требуется сделать регулятор частоты синусоидального сигнала от 50 до 400 Гц с помощью...

ПИД-регулятор на ассемблере
Помогите сделать ПИД-регулятор на ассемблере выводящий сигнал в ШИМ. Библиотека для STM ниже

ПИД регулятор на практике
Добрый день. Есть вопрос как регулировать расход воздуха относительно частоты насоса. Расход можно измерять счетчиком импульсов и тд. Хочу...

помогите реализовать ПИД регулятор
задача реализовать ПИД регулятор с настройкой по modbus RTU, modbus RTU худо бедно написал, две команды запись 1 регистра и чтение 1...

ПИД - регулятор оборотов двигателя
Здравствуйте, пытаюсь реализовать ПИД - регулятор двигателя постоянного тока. Управление осуществляется с помощью ШИМ сигнала, коэффициент...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
3
Ответ Создать тему
Новые блоги и статьи
Загрузка PNG с альфа-каналом на SDL3 для Android: с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image)
8Observer8 28.01.2026
Содержание блога SDL3 имеет собственные средства для загрузки и отображения PNG-файлов с альфа-каналом и базовой работы с ними. В этой инструкции используется функция SDL_LoadPNG(), которая. . .
Загрузка PNG с альфа-каналом на SDL3 для Android: с помощью SDL3_image
8Observer8 27.01.2026
Содержание блога SDL3_image - это библиотека для загрузки и работы с изображениями. Эта пошаговая инструкция покажет, как загрузить и вывести на экран смартфона картинку с альфа-каналом, то есть с. . .
влияние грибов на сукцессию
anaschu 26.01.2026
Бифуркационные изменения массы гриба происходят тогда, когда мы уменьшаем массу компоста в 10 раз, а скорость прироста биомассы уменьшаем в три раза. Скорость прироста биомассы может уменьшаться за. . .
Воспроизведение звукового файла с помощью SDL3_mixer при касании экрана Android
8Observer8 26.01.2026
Содержание блога SDL3_mixer - это библиотека я для воспроизведения аудио. В отличие от инструкции по добавлению текста код по проигрыванию звука уже содержится в шаблоне примера. Нужно только. . .
Установка Android SDK, NDK, JDK, CMake и т.д.
8Observer8 25.01.2026
Содержание блога Перейдите по ссылке: https:/ / developer. android. com/ studio и в самом низу страницы кликните по архиву "commandlinetools-win-xxxxxx_latest. zip" Извлеките архив и вы увидите. . .
Вывод текста со шрифтом TTF на Android с помощью библиотеки SDL3_ttf
8Observer8 25.01.2026
Содержание блога Если у вас не установлены Android SDK, NDK, JDK, и т. д. то сделайте это по следующей инструкции: Установка Android SDK, NDK, JDK, CMake и т. д. Сборка примера Скачайте. . .
Использование SDL3-callbacks вместо функции main() на Android, Desktop и WebAssembly
8Observer8 24.01.2026
Содержание блога Если вы откроете примеры для начинающих на официальном репозитории SDL3 в папке: examples, то вы увидите, что все примеры используют следующие четыре обязательные функции, а. . .
моя боль
iceja 24.01.2026
Выложила интерполяцию кубическими сплайнами www. iceja. net REST сервисы временно не работают, только через Web. Написала за 56 рабочих часов этот сайт с нуля. При помощи perplexity. ai PRO , при. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2026, CyberForum.ru