PID闭环控制单个电机-应用层-附代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Encoder.h"
#include "Motor.h"
		//定义速度变量

typedef struct
{
	float target_val;   //目标值
	float err;          //偏差值
	float err_last;     //上一个偏差值
	float Kp,Ki,Kd;     //比例、积分、微分系数
	float integral;     //积分值
	float output_val;   //输出值
	float C_out;
}PID;
PID pid;
float PID_realize(float actual_val)
{
	/*计算目标值与实际值的误差*/
	pid.err = pid.target_val - actual_val;
	
	/*积分项*/
	pid.integral += pid.err;

	/*PID算法实现*/
	pid.output_val = pid.Kp * pid.err + pid.Ki * pid.integral + pid.Kd * (pid.err - pid.err_last);

	/*误差传递*/
	pid.err_last = pid.err;
	
	pid.output_val += pid.C_out;
	if(pid.output_val >= 100)
		pid.output_val = 100;
	if(pid.output_val <= -100)
		pid.output_val = -100;
	
	/*返回当前实际值*/
	return pid.output_val;
}


int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	Timer_Init();		//定时器初始化
	Encoder_Init();		//编码器初始化
	Motor_Init();
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "Ipeed:");		//1行1列显示字符串Speed:
	OLED_ShowString(2, 1, "Opeed:");
	OLED_ShowString(3, 1, "OIpwm:");
	
	pid.C_out=pid.err=pid.err_last=pid.integral= 0;
	
	
	
	pid.Kd= 0.4051;//3
	pid.Ki= 0.0045551;//2
	pid.Kp= 0.0505;//1
	pid.C_out= 0;
	
	pid.target_val= 1000;
	
	
	while (1)
	{
		PID_realize(Speed);
    Motor_SetSpeed(pid.output_val);
		OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 5);
		OLED_ShowSignedNum(2, 7, (int)pid.target_val, 5);
		OLED_ShowSignedNum(3, 7, (int)pid.output_val, 5);	//不断刷新显示编码器测得的最新速度
	}
}

/**
  * 函    数：TIM2中断函数
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
  *           函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
  *           请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
  */

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Encoder.h"

int16_t Speed;	
/**
  * 函    数：定时中断初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Timer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);			//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM4);		//选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000 - 1;				//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;				//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStructure);				//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update);						//清除定时器更新标志位
																//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
																//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
																//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
	
	TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);					//开启TIM2的更新中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2
																//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
																//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
																//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
																//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;				//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);			//使能TIM2，定时器开始运行
}

/* 定时器中断函数，可以复制到使用它的地方
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}
*/
void TIM4_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) == SET)		//判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
	{
		Speed = Encoder_Get();								//每隔固定时间段读取一次编码器计数增量值，即为速度值
		TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);			//清除TIM2更新事件的中断标志位
															//中断标志位必须清除
															//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
	}
}