【Day28】:STM32实际应用1—马达精准控速(PID初浅教学(下))

实际编程

昨天介绍了PID的理论与原理，最後以下面这个公式收尾

但我们到底要怎麽在程序当中积分、微分呢？
没错，我们的确没有办法直接使用这个公式，对我们来说，我们只能以离散的形式来做计算，而上面的式子经过转换後就会变成下面这个离散的形式。

虽然很多人会觉得这个式子并没有比刚刚的好多少啊，而且还多冒出来一个Sigma的符号。事实上，这已经可以让我们在程序当中实做出来了，它把积分转换成为连加，而微分转换成为误差差值除以时间，这些都是基本的加减乘除运算。

实作的思路大致上是：
利用一个TIMER，并且设定好进入中断的周期，而中断函式内要做的事有两个：计算转速、以PID计算输出值。
一般来说PID计算的周期越短，我们可以更快的达到目标值，但是当周期越短，我们测量马达转速的精准度也会下降。因此要在两者间取个平衡，目前我使用约1ms~10ms这个区间的取样周期。

程序的结构大致如下

void Motor::pid() {
    /***Parameter***/
	double P = 5000;
	double I = 5;
	double D = 350;
	
	/***Measurement***/
	rps = (double) v_angular / 360 * 1000 / t_measure;

	/*** Control Speed ***/
	err = goal-rps;
	rps_aft = rps;
	proportion = (double) P * err;
	integral += (double) I * err * t_measure / 1000;
	differential = (double) -1 * D * (double) (rps_aft - rps_bef) / t_measure* 1000;
	cycle += proportion + integral + differential;
    
    /***Output***/
}

先计算出马达的转速，详细的使用方式可以看之前的encoder介绍与实际使用教学喔~总之这个步骤就是要给出rps的值就对了。接着第二步骤就是要进行PID的运算，误差err等於目标值扣掉当前转速，且根据上面离散型PID的公式，分别计算出PID三个的值，再加总。