ESP32(MicroPython)编码器电机PID距离控制

本程序通过PID控制编码器电机的转动距离,程序运行时输入目标距离(距离为编码器计数,目标距离为距当前位置的距离,如果距离计数改为不归零则可以控制距开始位置的距离),程序累加编码器计数作为距离计数并计算与目标值的偏差,并据此进行PID控制。增大P值有助于确保电机正常启动。实测增大D值对减少抖动、加快距离稳定有明显帮助。最终P值调到8,I调到5,D调到6。由于难以准确评估不同调校的效果,上述参数不一定是最佳参数。认定是否到达目标位置时可以按实际需要留一定余量以加快相应,还要结合结束时的速度进行判断。

代码如下

python 复制代码
from machine import *
import time
from moto import *
import random
'''
本程序使用增量式PID,公式为
Pwm+=Kp[e(k)-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
e(k):本次偏差
e(k-1):上一次的偏差
e(k-2):上上次的偏差
Kp:比例项参数
Ki:积分项参数
Kd:微分项参数
Pwm:代表增量输出
'''
# 编码器初始化
pin18 = Pin(18, Pin.IN)
pin19 = Pin(19, Pin.IN)   
encoder = encoder(pin18, pin19, 0)   # 参数(编码器A相引脚,编码器B相引脚,定时器序号)

# 电机初始化
motor=Pin(15,Pin.OUT)
motor.value(0)
motor1=PWM(Pin(4),freq=1000,duty=0)
motor2=PWM(Pin(16),freq=1000,duty=0)
while True:
    speed = encoder.read() #测试时发现有时候占空比不能回0,就增加一项检测,确保占空比回零
    if speed>2 or speed<-2: 
        motor1.duty(0)    
        motor2.duty(0)
    else:
        break
duty=0
target=0
distance=0
offset=0 #e(k)
offset1=0 #e(k-1)
offset2=0 #e(k-2)
p=8 #PID参数
i=5
d=6
  
while True:
    motor1.duty(0)    
    motor2.duty(0)
    motor1.duty(0)    
    motor2.duty(0)
    target=int(input('target_distance'))
    while True:
        speed = encoder.read()
        distance+=speed
        offset2=offset1 #记录上一次偏差
        offset1=offset
        offset=target-distance
        adjustmentP=offset-offset1
        adjustmentP*=p
        adjustmentI=offset
        adjustmentI=round(adjustmentI*i)
        adjustmentD=offset-offset1-offset1+offset2
        adjustmentD*=d
        duty=adjustmentP+adjustmentI+adjustmentD
        if duty<-1023:
            duty=-1023
        elif duty>1023:
            duty=1023
        if duty>0:
            if duty<200:
                duty=200
            motor1.duty(duty)
            motor2.duty(0)
        if duty<0:
            if duty>-200:
                duty=-200
            motor1.duty(0)    
            motor2.duty(-duty)
        print(offset,duty)
        if offset<11 and offset>-11 and speed<11 and speed>-11: #误差的速度较小时停止
            motor1.duty(0)    
            motor2.duty(0)
            while True:
                speed = encoder.read() #测试时发现有时候占空比不能回0,就增加一项检测,确保占空比回零
                if speed>2 or speed<-2: 
                    motor1.duty(0)    
                    motor2.duty(0)
                else:
                    break
            distance=0 #不归零则可以控制距开始位置的角度
            break
        time.sleep(0.05)
    
相关推荐
学历真的很重要2 分钟前
LangChain V1.0 Short-term Memory 详细指南
后端·python·语言模型·面试·langchain·agent·ai编程
xxp43218 分钟前
Qt 网络编程 TCP通信
开发语言·qt
T***u33325 分钟前
PHP在电商中的会员管理
开发语言·wireshark·php·ue4·jina
张丶大帅32 分钟前
JS案例合集
开发语言·javascript·笔记
Java小白,一起学习42 分钟前
STM32新建工程(标准库官网下载)
stm32·单片机·嵌入式硬件
vickycheung31 小时前
RK3588增加Xenomai3实时补丁
经验分享·嵌入式硬件·arm 嵌入式开发
LitchiCheng1 小时前
Mujoco 基础:获取模型中所有 body 的 name, id 以及位姿
人工智能·python
老鱼说AI1 小时前
算法基础教学第一步:数据结构
数据结构·python·算法
2301_795167201 小时前
Python 高手编程系列八:缓存
开发语言·python·缓存
闲人编程2 小时前
Django测试框架深度使用:Factory Boy与Fixture对比
数据库·python·django·sqlite·钩子·fixture·codecapsule