智能車PID算法實(shí)現(xiàn)原理精講

ID:304719 · 發(fā)表于 2018-4-9 20:40

  為了實(shí)現(xiàn) PID 控制所需要的等間隔采樣，我們使用了一個(gè)定時(shí)中斷，每 2ms 進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采樣和 PID 計(jì)算。與此并行，系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖檢測中斷，從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速檢測。為了調(diào)試的需要，程序中還在 main{}函數(shù)中加入了相關(guān)的調(diào)試代碼，這部分代碼有最低的優(yōu)先級(jí)，可以在保證不影響控制策略的情況下實(shí)現(xiàn)發(fā)送調(diào)試數(shù)據(jù)等功能。檢測環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用
4.3.2 PID控制調(diào)整速度
本系統(tǒng)采用的是增量式數(shù)字 PID 控制，通過每一控制周期（10ms）讀入脈沖數(shù)間接測得小車當(dāng)前轉(zhuǎn)速 vi_FeedBack，將 vi_FeedBack 與模糊推理得到的小車期望速度 vi_Ref 比較，由以下公式求得速度偏差error1 與速度偏差率 d_error。
  error1 = vi_Ref– vi_FeedBack;                   （公式3）
   d_error = error1 –vi_PreError;                   （公式4）
公式 4 中, vi_PreError 為上次的速度偏差�？紤]到控制周期較長，假設(shè)按 2.5m/s 的平均速度計(jì)算，則一個(gè)控制周期小車大概可以跑過 2.5cm，如果按這種周期用上述 PID 調(diào)節(jié)速度，則會(huì)導(dǎo)致加速減速均過長的后果，嚴(yán)重的影響小車的快速性和穩(wěn)定性。為了解決這個(gè)問題，可以在 PID 調(diào)速控制中加入 BANG-BANG 控制思想：根據(jù) error1 的大小，如果正大，則正轉(zhuǎn)給全額占空比；如果負(fù)大，則自由停車或給一個(gè)反轉(zhuǎn)占空比；否則就采用 PID 計(jì)算的占空比。