單容雙容水箱水位控制 pid us100超聲波傳感器STM32源程序

ID:609509 · 發(fā)表于 2020-6-8 18:11

   我是學(xué)自動化控制的，因為都知道的原因，沒法回到學(xué)校，我們這個學(xué)期學(xué)習(xí)過程控制，各種各樣的pid控制算法（單回路、串級、前饋、分程等等），非常想去實驗室親手操作體驗他們的控制效果。剛好老師布置了一個單容自衡水箱的實驗，其實要說完成這個實驗非常簡單，你只需要一個塑料水瓶和一個水龍頭就好了。但是我想借此機會做一個除了完成任務(wù)也可以練習(xí)各種控制算法的裝置，以加深我對各種控制的理解。
   一開始我選用的是水壓原理的液位傳感器，但是它的測量誤差可以達到5cm，但是對于我的40cm水箱（酒盒）來說誤差比例太大了。最后經(jīng)過考慮我選用浮板加超聲波傳感器的方法。正好手里有一塊us100超聲波傳感器，看資料說他自帶看門狗、溫度補償?shù)群芎玫墓δ堋Ｎ矣脠D中的材料做出來這樣一個雙容水箱的模型。哈哈，是不是很丑。水泵那個寶8塊錢買的，當時怕壞我買了兩個，現(xiàn)在看來用這兩個電機可以完成分程控制的實驗了，哈哈。大水箱用一個水桶就可以了。水管是內(nèi)徑8mm的，好像是2元一米。開關(guān)是1元一個，轉(zhuǎn)換頭2元一個。換買了一個4分孔的電鉆打孔器好像是3元，還有一些膠帶，防水膠，螺絲等小東西。
   控制器我選擇stm32f103zet6，因為手里正好有這個和其下載器。我打算把液位用波形的形式展現(xiàn)出來，這樣好觀察控制效果。因為之前做智能車，調(diào)d車的陀螺儀和加速度計的卡爾曼濾波用的就是這個方法，輕車熟路還是那個模擬示波器（師哥寫的），還是那個協(xié)議。就很快移植完成了（從k60到32）。然后就是讀取us100超聲波傳感器的數(shù)據(jù)了，因為它支持串口通訊，所以也很輕松。給他發(fā)個字符0x58（好像是，具體見其手冊）。成品做完以后，當天下午調(diào)了一下簡單pid與積分分離式pid，后者比前者要好很多。當我的水位離目標水位太遠時，前者的積分會積很多的誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)的超調(diào)特別大，而且到達平穩(wěn)的時間很長。后者積分分離式，把積分調(diào)節(jié)靜態(tài)誤差的能力發(fā)揮到了極致，很棒。
   當然這個東西缺點超級多，也算給大家個參考吧！加油，努力過好每一天。
   第一次寫怎么多的文字，哈哈，獻給親切的51論壇。

單片機源程序如下:

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
int main(void)
{
u16 led0pwmval=0;
u8 dir=1;
delay_init(); //延時函數(shù)初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
uart_init(115200); //串口初始化為115200
uart2_init();
LED_Init(); //LED端口初始化
TIM2_Int_Init(999,7199);//10Khz的計數(shù)頻率，計數(shù)到100為100ms
TIM3_PWM_Init(899,0); //不分頻。PWM頻率=72000000/900=80Khz
while(1)
{
// delay_ms(10);
// if(dir)led0pwmval++;
// else led0pwmval--;
// if(led0pwmval>900)dir=0;
// if(led0pwmval==0)dir=1;
//
}
}

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載:

pi調(diào)節(jié)水位.7z (189.14 KB, 下載次數(shù): 67)
exe文件:

虛擬示波器v0.1.3.zip (4.22 MB, 下載次數(shù): 48)

ID:743360 · 發(fā)表于 2020-7-24 15:48

樓主，接線的原理圖能不能發(fā)個？

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單容 雙容 水箱水位控制 pid us100超聲波傳感器STM32源程序

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