PID控制电机转速

最新推荐文章于 2025-06-26 09:45:17 发布
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本文分享了一个使用PID控制算法实现电机调速的小程序。该程序详细展示了如何利用PID算法来调整电机的速度，并通过按键和串口输入设置目标速度。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

转一个PID控制电机的小程序， 被PID困扰好多天了， 知道它的原理但是一直不明白如何将它运用到电机调速中间去， 看了这个程序之后感觉茅塞顿开。原来也并不难^-^

转载地址：呃，刚刚不小心把网页关掉了(大写的尴尬)。。。。


#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int
#define THC0 0xf8
#define TLC0 0xcc   //2ms
unsigned char code Duan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共阴极数码管，0-9段码表
unsigned char Data_Buffer[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
unsigned char Data[4]={0,0,0,0};
unsigned char Arry[4]={0,0,0,0};
bit flag1=0;
bit flag0=0;
uchar i=0;
sbit AddSpeed=P1^1;
sbit SubSpeed=P1^2;
sbit PWM_FC=P1^0;
int e=0,e1=0,e2=0;			//pid 偏差
float uk=0,uk1=0.0,duk=0.0;	//pid输出值
float Kp=5,Ki=1.5,Kd=0.9;	//pid控制系数	
//float Kp=10;
int out=0;
uint SpeedSet=1000;
uint cnt=0;
uint Inpluse=0,num=0;		//脉冲计数
uint PWMTime=0;				//脉冲宽度
unsigned char arry[];
void SendString(uint ch);
void PIDControl();
void SystemInit();
void delay(uchar x);
void PWMOUT();
void SetSpeed();
void SegRefre();
/**************主函数************/
void main()
{
	SystemInit();//系统初始化
	while(1)
	{
		SetSpeed();//设置速度
		SegRefre();//更新数码管显示
		PWMOUT();  //PWM输出
		if(flag0==1)
		{
			flag0=0;
			ES=0;//关串口中断，避免TI引起串口中断
			TI=1;//printf前TI置1
			printf("%f",(float)(num>>8));//脉冲计数
			printf("%f",(float)num);	 //脉冲计数
			while(!TI);
			TI=0;	   //TI软件清除
			ES=1;	   //允许串口中断
		}
	}
}


//PID偏差控制计算
void PIDControl()        //pid偏差计算
{
	e=SpeedSet-num;//设置速度-实际速度，两者的差值 
	//对应于增量式PID的公式Δuk=uk-u（k-1）
//	duk=(Kp*(e-e1))/100;//只调节P
	duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e)/100;//只调节PI
//	duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2))/100;//调节PID
	uk=uk1+duk;//uk=u(k-1)+Δuk
	out=(int)uk;//取整后输出
	if(out>250)	//设置最大限制
		out=250;
	else if(out<0)//设置最小限制
		out=0;
	uk1=uk;		  //为下一次增量做准备
	e2=e1;
	e1=e;
	PWMTime=out;  //out对应于PWM高电平的时间
}


//较短的延时。注意delay的值不要超过255
void delay(uchar x)
{
	uchar i,j;
	for(i=x;i>0;i--)
		for(j=50;j>0;j--);//接近500us
}


//PWM输出
void PWMOUT()
{
	if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间，则输出高电平
		PWM_FC=1;
	else		   //否则输出低电平
		PWM_FC=0;
	if(cnt>250)    //超过限制清零
		cnt=0;
}


//系统初始化
void SystemInit()
{
	TMOD=0X21;    //T1用于串口的波特率发生器 T0用于定时
	TH0=THC0;	  //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，事先算好装入THC0中
	TL0=TLC0;	  //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，实现算好装入TLCO中
	ET0=1;		  //允许定时器0中断
	TR0=1;		  //启动定时器0
	EX0=1;		  //允许外部中断
	IT0=1;		  //中断方式设置为下降沿
	//用于串口调试时用
	PCON=0x00;	 //SMOD不加倍
	SCON=0x50;	 //串口工作方式1，允许接收
	TH1=0xfd;	 //波特率9600
	TL1=0xfd;	 //波特率9600
	TR1=1;		 //启动定时器1
	ES=1;		 //开串口中断
	EA=1;		 //开总中断
	e =0;		 //PID的差值初值均为0
	e1=0;		 
	e2=0;
}


//设置转速
void SetSpeed()
{
	if(AddSpeed==0)//按键
	{
		delay(200);//消抖
		if(AddSpeed==0)//再次判断按键
		{
			SpeedSet+=100;//速度增加
			if(SpeedSet>9999)//超限
				SpeedSet=9999;//设置为最大9999
		}
	}
	if(SubSpeed==0)//按键
	{
		delay(200);//消抖
		if(SubSpeed==0)//按键
		{
			SpeedSet-=100;//速度减
			if(SpeedSet<0)//低于速度的最小值 
				SpeedSet=0;//速度置零
		}
	}
}


//数码管显示更新
void SegRefre()		  //显示刷新
{
	Data_Buffer[0]=SpeedSet/1000;
	Data_Buffer[1]=SpeedSet%1000/100;
	Data_Buffer[2]=SpeedSet%100/10;
	Data_Buffer[3]=SpeedSet%10;
	Data_Buffer[4]=num/1000;
	Data_Buffer[5]=num%1000/100;
	Data_Buffer[6]=num%100/10;
	Data_Buffer[7]=num%10;
}


//外部中断，统计脉冲数目，实际上是统计电机的转速
//在实际中，电机没有一根线引出来可以表示他的转速，只能通过传感器如霍尔传感器的方式测量转速
//脉冲一次下降沿对应于一次自增
void int0() interrupt 0
{
	Inpluse++;
}


//定时器T0操作
void t0() interrupt 1
{
	static unsigned char Bit=0;//静态变量，退出程序值保留
	static unsigned int time=0;
	static unsigned int aa=0;
	TH0=THC0;//重新赋初值
	TL0=TLC0;
	aa++;
	if(aa==50)//每100ms
	{
		aa=0;
		flag0=1;
	}
	cnt++;	//pid 周期
	Bit++;
	time++;  //转速测量周期
	if(Bit>8) Bit=0;//数码管总共只有8位，超过8位则在程序上进行清零
	//数码管显示部分
	P0=0xff;
	P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];
	switch(Bit)
	{
		case 0:P0=0X7F;break;
		case 1:P0=0XBF;break;
		case 2:P0=0XDF;break;
		case 3:P0=0XEF;break;
		case 4:P0=0XF7;break;
		case 5:P0=0XFB;break;
		case 6:P0=0XFD;break;
		case 7:P0=0XFE;break;
	}
	//数码管显示部分
	if(time>500)//每1s处理一次脉冲
	{
		time=0;
		num=Inpluse*15;//实际转速，*15是由电机决定的，电机的一个脉冲对应着电机转过了15转
		Inpluse=0;	   //清零，为下一次计数做准备
		PIDControl();  //调用PID控制程序
	}
}


//串口中断，用于对串口的数据进行处理
void u_int(void) interrupt 4
{
	ES=0;//关串口中断，避免在数据处理的过程中造成影响
	if(RI)//若有RI==1，由RI产生中断
	{
		RI=0;//RI标志位必须通过软件进行清零
		arry[i]=SBUF;//将字符赋到arry中
		i++;		 //下一个数
		if(i>3)		 //接收完了指令，进行数据处理，一共有arry[0],arry[1],arry[2],arry[3]四个数据
		{
			flag1=1;//将标志置1
			i=0;	//i清零，重新计数
		}
		if(flag1)	//若flag1==1
		{
			flag1=0;//flag1清零
			SpeedSet=(arry[0]-'0')+(arry[1]-'0')*10+(arry[2]-'0')*100+(arry[3]-'0')*1000;//获得的速度值
			//由于串口发送的是字符，所以要减去'0'
		}
	}
	else//对应的由TI产生中断
		TI=0;//TI由软件进行清零	
	ES=1;//处理完后再开中断
}


#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int
#define THC0 0xf8
#define TLC0 0xcc   //2ms
unsigned char code Duan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//共阴极数码管，0-9段码表
unsigned char Data_Buffer[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
unsigned char Data[4]={0,0,0,0};
unsigned char Arry[4]={0,0,0,0};
bit flag1=0;
bit flag0=0;
uchar i=0;
sbit AddSpeed=P1^1;
sbit SubSpeed=P1^2;
sbit PWM_FC=P1^0;
int e=0,e1=0,e2=0; //pid 偏差
float uk=0,uk1=0.0,duk=0.0; //pid输出值
float Kp=5,Ki=1.5,Kd=0.9; //pid控制系数
//float Kp=10;
int out=0;
uint SpeedSet=1000;
uint cnt=0;
uint Inpluse=0,num=0; //脉冲计数
uint PWMTime=0; //脉冲宽度
unsigned char arry[];
void SendString(uint ch);
void PIDControl();
void SystemInit();
void delay(uchar x);
void PWMOUT();
void SetSpeed();
void SegRefre();
/**************主函数************/
void main()
{
SystemInit();//系统初始化
while(1)
{
SetSpeed();//设置速度
SegRefre();//更新数码管显示
PWMOUT();  //PWM输出
if(flag0==1)
{
flag0=0;
ES=0;//关串口中断，避免TI引起串口中断
TI=1;//printf前TI置1
printf("%f",(float)(num>>8));//脉冲计数
printf("%f",(float)num); //脉冲计数
while(!TI);
TI=0;    //TI软件清除
ES=1;    //允许串口中断
}
}
}


//PID偏差控制计算
void PIDControl()        //pid偏差计算
{
e=SpeedSet-num;//设置速度-实际速度，两者的差值 
//对应于增量式PID的公式Δuk=uk-u（k-1）
// duk=(Kp*(e-e1))/100;//只调节P
duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e)/100;//只调节PI
// duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2))/100;//调节PID
uk=uk1+duk;//uk=u(k-1)+Δuk
out=(int)uk;//取整后输出
if(out>250) //设置最大限制
out=250;
else if(out<0)//设置最小限制
out=0;
uk1=uk;   //为下一次增量做准备
e2=e1;
e1=e;
PWMTime=out;  //out对应于PWM高电平的时间
}


//较短的延时。注意delay的值不要超过255
void delay(uchar x)
{
uchar i,j;
for(i=x;i>0;i--)
for(j=50;j>0;j--);//接近500us
}


//PWM输出
void PWMOUT()
{
if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间，则输出高电平
PWM_FC=1;
else    //否则输出低电平
PWM_FC=0;
if(cnt>250)    //超过限制清零
cnt=0;
}


//系统初始化
void SystemInit()
{
TMOD=0X21;    //T1用于串口的波特率发生器 T0用于定时
TH0=THC0;   //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，事先算好装入THC0中
TL0=TLC0;   //2ms定时，晶振频率是11.0592MHz，实现算好装入TLCO中
ET0=1;   //允许定时器0中断
TR0=1;   //启动定时器0
EX0=1;   //允许外部中断
IT0=1;   //中断方式设置为下降沿
//用于串口调试时用
PCON=0x00; //SMOD不加倍
SCON=0x50; //串口工作方式1，允许接收
TH1=0xfd; //波特率9600
TL1=0xfd; //波特率9600
TR1=1; //启动定时器1
ES=1; //开串口中断
EA=1; //开总中断
e =0; //PID的差值初值均为0
e1=0;  
e2=0;
}


//设置转速
void SetSpeed()
{
if(AddSpeed==0)//按键
{
delay(200);//消抖
if(AddSpeed==0)//再次判断按键
{
SpeedSet+=100;//速度增加
if(SpeedSet>9999)//超限
SpeedSet=9999;//设置为最大9999
}
}
if(SubSpeed==0)//按键
{
delay(200);//消抖
if(SubSpeed==0)//按键
{
SpeedSet-=100;//速度减
if(SpeedSet<0)//低于速度的最小值 
SpeedSet=0;//速度置零
}
}
}


//数码管显示更新
void SegRefre()   //显示刷新
{
Data_Buffer[0]=SpeedSet/1000;
Data_Buffer[1]=SpeedSet%1000/100;
Data_Buffer[2]=SpeedSet%100/10;
Data_Buffer[3]=SpeedSet%10;
Data_Buffer[4]=num/1000;
Data_Buffer[5]=num%1000/100;
Data_Buffer[6]=num%100/10;
Data_Buffer[7]=num%10;
}


//外部中断，统计脉冲数目，实际上是统计电机的转速
//在实际中，电机没有一根线引出来可以表示他的转速，只能通过传感器如霍尔传感器的方式测量转速
//脉冲一次下降沿对应于一次自增
void int0() interrupt 0
{
Inpluse++;
}


//定时器T0操作
void t0() interrupt 1
{
static unsigned char Bit=0;//静态变量，退出程序值保留
static unsigned int time=0;
static unsigned int aa=0;
TH0=THC0;//重新赋初值
TL0=TLC0;
aa++;
if(aa==50)//每100ms
{
aa=0;
flag0=1;
}
cnt++; //pid 周期
Bit++;
time++;  //转速测量周期
if(Bit>8) Bit=0;//数码管总共只有8位，超过8位则在程序上进行清零
//数码管显示部分
P0=0xff;
P2=Duan[Data_Buffer[Bit]];
switch(Bit)
{
case 0:P0=0X7F;break;
case 1:P0=0XBF;break;
case 2:P0=0XDF;break;
case 3:P0=0XEF;break;
case 4:P0=0XF7;break;
case 5:P0=0XFB;break;
case 6:P0=0XFD;break;
case 7:P0=0XFE;break;
}
//数码管显示部分
if(time>500)//每1s处理一次脉冲
{
time=0;
num=Inpluse*15;//实际转速，*15是由电机决定的，电机的一个脉冲对应着电机转过了15转
Inpluse=0;    //清零，为下一次计数做准备
PIDControl();  //调用PID控制程序
}
}


//串口中断，用于对串口的数据进行处理
void u_int(void) interrupt 4
{
ES=0;//关串口中断，避免在数据处理的过程中造成影响
if(RI)//若有RI==1，由RI产生中断
{
RI=0;//RI标志位必须通过软件进行清零
arry[i]=SBUF;//将字符赋到arry中
i++; //下一个数
if(i>3) //接收完了指令，进行数据处理，一共有arry[0],arry[1],arry[2],arry[3]四个数据
{
flag1=1;//将标志置1
i=0; //i清零，重新计数
}
if(flag1) //若flag1==1
{
flag1=0;//flag1清零
SpeedSet=(arry[0]-'0')+(arry[1]-'0')*10+(arry[2]-'0')*100+(arry[3]-'0')*1000;//获得的速度值
//由于串口发送的是字符，所以要减去'0'
}
}
else//对应的由TI产生中断
TI=0;//TI由软件进行清零
ES=1;//处理完后再开中断
}



STM32电机PID速度控制
「小白学移动机器人」一个专注分享移动机器人相关知识的公众号！
08-19 6万+
2.3 STM32电机PID速度控制 之前的文章，完成了直流减速电机的PWM控制、电机测速。本篇文章，将实现电机的速度闭环控制。 在公众号：小白学移动机器人，发送：速度PID，即可获得本篇文章的STM32工程文件以及相关资料。 2.3.1 解决的问题 解决带编码器直流电机的速度闭环问题。 2.3.2 PID理论 将偏差的比例、积分、微分，通过线性组合构成控制量，用控制量对被控对象进行控制，这样的控制器称为PID控制器。在连续空间中，我们通常探讨模拟PID的控制原理，如图所示： 我们这里用电机速度控制为例，
PID控制算法原理
10-24 769
PID控制算法是工业界使用极其广泛的一个负反馈算法，相信这个算法在做系统软件时也有用武之处，这里摘录了知乎上的一篇文章，后面学习更多后自己总结一篇 以下为原文： PID控制应该算是应用非常广泛的控制算法了。小到控制一个元件的温度，大到控制无人机的飞行姿态和飞行速度等等，都可以使用PID控制。这里我们从原理上来理解PID控制。 PID(proportion integration differentiation)其实就是指比例，积分，微分控制。先把图片和公式摆出来，看不懂没关系。（一开始看这个算法，公式能看懂
基于STM32的PID算法控制电机转速
jacklood的博客
03-25 2212
以STM32F103C8T6单片机作为主控，使用PID控制算法，控制TB6612FNG电机驱动板模块驱动直流减速电机（带AB相编码器），实现任意设定转速的电机转速动态控制，类似于汽车的定速巡航功能，可将速度设定在固定转速，同时，设置5个按键，分别实现电机的正转、反转、停止、加速和减速控制。1、STM32F103C8T6单片机。2、18650电池2节3.7V串联。4、TB6612FNG电机驱动板。5、AB相编码器直流减速电机。6、Encoder.c中。8、bsp_sys.c中。2、TB6612.C中。
电机速度PID控制程序设计与实现
最新发布
weixin_35754962的博客
06-26 723
htmltable {th, td {th {pre {简介：电机速度PID控制是自动化领域中调节电机转速的精确控制策略，利用PID控制器调整比例、积分、微分三个参数来实现快速、稳定且无超调的控制效果。本程序结合了TI公司先进的数字模式控制（DMC）技术，基于模型预测控制（MPC），对电机的动态行为进行预测和最优控制决策。程序包括参数设置、误差计算、控制算法实现、反馈机制、闭环控制和调试工具，旨在优化电机速度控制并提供系统调校。
PID算法控制电机转速
09-21
PID算法控制步进电机的转速，使得电机的速度无限接近于设定的目标速度，通过比例，积分，微分，进行调节； 位置式：err_now = set - now; err_bef = set - bef; err_bbef = set - bbef; change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
基于单片机的电机转速PID控制
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u014798590的博客
10-10 1万+
0、引言&实验器材 2020的国庆节一个人呆在实验室有点无聊，翻了翻还未填上的坑，发现对PID的理解一直停留在纸面上，不曾在现实中的系统中实际操作过（倒立摆和小四轴这些DIY入门训练都还没完整的做过，实在不甘心），于是从零搭建实验平台，以便深入理解PID算法，最后便有了此篇博客，仅作为记录本人学习之用，如有错误，还望指出，谢谢。 由于使用的串口助手没有曲线绘制功能，故暂无实际效果图（PID参数效果通过时间计算比较） 以下为本次所使用的材料 类目 型号 MCU N76e003 电机
PID算法控制电机转速。单片机
11-01
用PID控制算法实现的单片机程序， PID是比例、积分、微分的简称，PID控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义
超声波PID控制电机转速
08-20
该程序可以用来根据超声波测距而利用PID控制算法调节电机的转速
第九章-PID整定方32PID控制电机转速 STM32循迹小车PID算法 STM32智能小车 STM32电磁小车 STM32PID控制PWM电机 STM32平衡小.md
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本文将详细介绍STM32如何实现PID控制电机转速，以及如何为循迹小车、平衡小车等智能小车项目开发PID算法。 首先，PID控制电机转速的核心在于精确地调节电机的功率输出，这通常通过脉冲宽度调制（PWM）信号来实现。...
第九章-PID整定方法 STM32PID驱动编码器 STM32PID控制电机转速
02-25
通过调整这三个参数，可以达到控制电机转速的目的，进而实现循迹、跟随、避障等功能。 PID整定方法中，采样周期的选择至关重要，它决定了系统对输入变化的响应速度。一个合适的采样周期能够使系统在满足实时性的...
PID算法电机转速控制（仿真截图）
07-16
基于某位大神的程序进行了大量的修改与优化，仿真占用从原来的80%降到了20%~30%（仿真截图）
PID算法电机转速控制仿真与程序
07-16
对大神的代码和仿进行了大量修改，为了看都大神的代码真的是花了一个月的时间，相当于是作者的改进版本吧，同时也让代码可读性尽可能的提高。 优化了很多代码，去掉了一个中断服务，添加了不少备注，经过优化大神的例程和仿真，仿真时资源占用由原来的60%~80%降到20%~35%。 附上自己设计的LCD1602和LCD12864可以通用的函数库，这个函数库两个液晶通用。 废话不多说了附上代码和仿真，仿真需要Protues8.6以上版本才能打开，建议大家安装新版本，旧版本真的容易卡死电脑，新版真的和好用。
基于PID算法的控制电机转速.zip
07-12
简洁易懂，适合初学者学习研究，为PID算法进一步理解做铺垫。
经典的电机的速度PID控制程序.rar
05-24
经典的电机的速度PID控制程序 代码
入门PID控制算法——控制电机稳定在目标转速
11-08
本程序基于STM32 F103RCT6，使用TB6612FNG驱动模块来实现对电机的速度控制，使用了3个定时器分别执行3种功能。具体内容请见代码注释。 本资源中各个参数都很大的原因是因为我的ARR值达到了7200，同时存在启动时直接满占空比运行的bug，待后续进一步完善。
PID控制电机转速+上位机通信+绘制速度曲线.rar_PID 电机_pid上位机_上位机 曲线_速度曲线
07-14
在本项目中，我们主要探讨的是使用PID控制技术来调整电机转速，并通过上位机进行通信，同时实现速度曲线的实时绘制。这一过程涵盖了自动化控制、电机驱动、通信协议和数据可视化等多个IT领域的关键知识点。 首先，...
stm32pid算法控制电机转速_一文读懂直流电机控制算法的精髓
weixin_39642687的博客
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通常我们在控制小车运动的时候不知道如何精确的对小车轨迹进行控制。在不懂得小车控制算法精髓的时候，我们是无法对小车进行精确的控制的。目前绝大多数小车都是用PID控制算法来实现对小车的运动控制的。现在很多玩家就只知道一种调节方法，就是比例调节，即向左偏就向右调节，向右偏就向左调节，最容易想到，也是最容易用软硬件实现的，但是结果也是最容易出问题的。当时的感觉就是小车太灵敏了，忽左忽右，不是很稳定。后来查...
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马上毕业的小菜菜
11-24 6078
看了看很多大佬写的PID讲解很全面也很复杂，实在是不适合很多萌新入坑，所以想按自己的理解写一篇通俗易懂的。
pid控制电机转速
03-12
<think>好的，我现在需要帮助用户了解如何使用PID控制电机转速，包括实现方法和代码示例。首先，我需要回忆PID控制的基本原理，然后结合用户提供的引用内容，特别是引用[1]和[2]，来构建回答结构。 用户提到了Arduino和STC15单片机，所以可能需要分别针对这两个平台给出示例。不过用户的问题可能更偏向于一般性的方法，所以需要先解释PID的组成部分，再给出具体的代码例子。 首先，PID的三个参数：比例、积分、微分。要解释每个项的作用，以及如何调整它们。然后，实现步骤可能包括硬件连接、编码实现PID算法、PWM输出控制电机转速。 接下来，代码示例部分需要参考用户提供的引用。引用[1]提到Arduino使用PWM控制BLDC电机，而引用[2]是STC15的C语言代码，包含PID计算的部分。所以可能需要分别给出这两个平台的示例。 需要注意的是，用户提供的引用中的代码片段可能不完整，需要合理补充，确保代码语法正确。例如，引用[2]中的公式可能需要检查是否正确，因为通常PID的增量式公式是Δu = Kp*(e(k)-e(k-1)) + Ki*e(k) + Kd*(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))，但用户给出的代码中的计算式可能有误，需要确认是否正确，或者是否用户引用中的代码有特定实现方式。 此外，在编写代码示例时，需要遵循用户给出的格式要求，比如行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，并且正确使用LaTeX语法。例如，PID的公式应该用独立公式格式。 可能还需要生成相关问题，比如如何调节PID参数，PID的应用场景，常见问题等。 现在需要组织内容，确保结构清晰，步骤明确，代码正确，并且符合用户提供的引用内容。同时注意引用标识的正确添加，比如在提到Arduino或STC15的代码时，加上对应的引用标记。</think>### PID控制电机转速实现方法 PID控制通过比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分动态调整系统输出，实现对目标值的精准跟踪。其核心公式为： $$u(t) = K_p e(t) + K_i \int_0^t e(\tau)d\tau + K_d \frac{de(t)}{dt}$$ 其中$e(t)$为设定值与实际值的偏差[^2]。 #### 实现步骤 1. **硬件连接** - 电机驱动模块连接单片机PWM输出引脚 - 编码器或霍尔传感器反馈转速信号 - 单片机通过ADC读取转速测量值 2. **参数整定** - 比例系数$K_p$：快速响应但可能超调 - 积分系数$K_i$：消除稳态误差 - 微分系数$K_d$：抑制振荡 3. **控制流程** ```mermaid graph TD A[读取设定转速] --> B[获取实际转速] B --> C[计算偏差e(t)] C --> D[PID计算输出] D --> E[调整PWM占空比] E --> F[更新历史误差] ``` #### 代码示例（Arduino平台） ```cpp // PID参数 float Kp=0.8, Ki=0.2, Kd=0.05; float error=0, integral=0, derivative=0, lastError=0; void setup() { pinMode(9, OUTPUT); // PWM输出引脚 } void loop() { int setpoint = analogRead(A0); // 设定值输入 int feedback = getRPM(); // 获取实际转速 error = setpoint - feedback; integral += error * dt; // dt为采样周期 derivative = (error - lastError)/dt; float output = Kp*error + Ki*integral + Kd*derivative; analogWrite(9, constrain(output, 0, 255)); lastError = error; delay(10); // 10ms控制周期 } ``` *基于Arduino的PWM控制实现[^1]* #### 代码示例（STC15单片机） ```c typedef struct { float Kp, Ki, Kd; float err, err_last, err_next; } PID; void PID_Update(PID* pid, float setpoint, float actual) { pid->err = setpoint - actual; float increment = pid->Kp*(pid->err - pid->err_next) + pid->Ki*pid->err + pid->Kd*(pid->err - 2*pid->err_next + pid->err_last); PWM_SetDuty(increment); // 更新PWM输出 // 误差历史更新 pid->err_last = pid->err_next; pid->err_next = pid->err; } ``` *增量式PID实现代码[^2]*
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