智能車速度控制pid(電機(jī)閉環(huán)控制算法)

PD 算法是最好調(diào)整，最容易控制的。當(dāng)然這個(gè)時(shí)候我也強(qiáng)烈建

議您加上P 控制，P 控制的話，不是說就單純的P*偏差然后得

到的值給定PWM，而是一定要加上一些邏輯控制，不加上邏輯

控制而是直接運(yùn)用比例公式來給定PWM 值，將會(huì)帶來很多問

題，具體的邏輯控制講解，在以后我會(huì)寫出相關(guān)的文檔，謝謝。

采用增量式編碼器為反饋的智能車電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：

其實(shí)借助于我上面舉得例子，到這里，您可能已經(jīng)明白對(duì)于智能車來

說閉環(huán)系統(tǒng)是一個(gè)必須的，不可脫離的。當(dāng)然，您可能已經(jīng)完全明白智能

車電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)怎么做，并且您可能也做的更好，要比我在這里所說

的更加的先進(jìn)更加的有創(chuàng)意更加的有效果。所以在這里我只是簡(jiǎn)單的說說，

謝謝。

首先，我們需要時(shí)刻反饋當(dāng)前的智能車速度給單片機(jī)或者 ARM，讓

系統(tǒng)知道當(dāng)前速度，有助于控制。

我們先說說為什么我們要反饋車子速度，要知道車子當(dāng)前的速度？因

為我們的CPU 利用傳感器采集道路信息，通過CPU 收集和處理變化，系

統(tǒng)就能知道車子當(dāng)前的狀態(tài)，比如是在直到上？還是在進(jìn)入彎道？還是在

彎道內(nèi)？還是正在出彎道？還是在上坡？還是穿過了起跑線？有了這些信

息，我們首先就是對(duì)舵機(jī)的控制，控制車子根據(jù)什么道路情況來進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，

轉(zhuǎn)彎的方向，大小，都是靠這些數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然當(dāng)前的速度值也是控制

舵機(jī)轉(zhuǎn)向大小的一個(gè)附加因素，這樣更加的有利于我們及時(shí)處理不同彎道。

知道了這些信息，就跟我們開車一樣，我們要轉(zhuǎn)彎了，得感知我們車的速

度，怎么感知啊，就靠汽車自帶的速度表，這樣我們就可以通過控制剎車

或者油門還有方向盤來控制車子平穩(wěn)的轉(zhuǎn)過彎道，不同的彎道，不同的速

度，轉(zhuǎn)彎的控制和剎車的控制都是不同的。如果我們不知道當(dāng)前的速度，

那么很可能因?yàn)楣諒澦俣冗^快，導(dǎo)致翻車，或者側(cè)滑，造成危險(xiǎn)。智能車

情況跟真車是一樣的，我們必須知道車子當(dāng)前速度，比如我們智能車拐彎

安全速度是3M/S，所謂安全速度就是車子順利安全且沒有較大側(cè)滑過彎時(shí)

的速度，在進(jìn)入彎道前我們車子的速度是4M/S，當(dāng)傳感器感知要進(jìn)入彎道

了，通過跟安全速度對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)智能車的速度遠(yuǎn)大于安全彎道速度，

這個(gè)時(shí)候我們就要?jiǎng)x車，把車子速度快速降低到3M/S，這樣保證我們順利

快速的過彎。在這里您可能問3M/S 的安全速度怎么來？其實(shí)很簡(jiǎn)單這個(gè)

速度是靠實(shí)驗(yàn)來的，不用什么計(jì)算，完全屬于經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)跑道的材料、

車子機(jī)械性能和彎道的角度來決定，所以為什么我們要比賽的時(shí)候要試車，

試車中一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)就是熟悉比賽跑道所用的材料，用于我們實(shí)驗(yàn)車

子的安全速度等。

對(duì)于智能車的速度反饋，在這里我就針對(duì)增量式編碼器來說，其實(shí)碼

盤啊，霍爾啊，他們?cè)矶家粯?。光電增量式編碼器不同于絕對(duì)值編碼器，

絕對(duì)值編碼器在編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一周的每個(gè)特定位置都有一個(gè)確定的值輸出，

增量式編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，固定輸出一定的脈沖，無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)到哪個(gè)位置，

對(duì)外輸出一般為方波，這樣有助于MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

有了編碼器，我們通過齒輪、皮帶等將編碼器跟電機(jī)或者傳動(dòng)輪進(jìn)行

連接，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)帶動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，然后編碼器就能向外

輸出方波，接到單片機(jī)上，我們就能進(jìn)行采集編碼器脈沖了。有了脈沖，

可能您又要問這個(gè)脈沖沒有規(guī)律性，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)不停的增加，到底怎么來衡

量速度？您這個(gè)時(shí)候啊，動(dòng)動(dòng)手，觀察觀察數(shù)據(jù)特點(diǎn)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車速

度比較快的時(shí)候啊，脈沖數(shù)自增的速度比較快，也就是說，轉(zhuǎn)速越快，頻

率越高，單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)就越多，這樣立刻有了靈感，我們用定時(shí)器

設(shè)置一個(gè)中斷，這個(gè)中斷的時(shí)間為5MS，那么每5MS 我們就采集編碼器

一次脈沖值，當(dāng)采集完畢后，我們就對(duì)脈沖數(shù)寄存器清零，這樣在5MS

內(nèi)，得到的脈沖數(shù)越多，說明車子速度越快，到這里車速就解決了。到這

里您可能會(huì)說：還沒完呢，還沒轉(zhuǎn)換為速度呢？要把這個(gè)脈沖根據(jù)距離和

時(shí)間轉(zhuǎn)換為具體的XX 米/秒的速度。您的這個(gè)想法很好，但是真的是沒

有必要，我們根本沒有必要浪費(fèi)時(shí)間去計(jì)算這個(gè)，因?yàn)槲覀儽緛砭褪窍胫?/div>