第十八届智能车之PID算法以及上位机调节-Toy模板网

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当前正在备战第十八届智能车，记录一下学习和实践的过程，这一篇主要是讲pid算法以及调试。

PID即：Proportional（比例）、Integral（积分）、Differential（微分）的缩写。

PID是经典的闭环控制算法，具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点。

在智能车闭环中，pid算法起到了关键作用，他可以保证车辆行驶的速度按照你所设定的目标速度执行，提高了车辆行驶的稳定性。

接下来是代码部分

首先在main函数中对pid进行初始化。

 PID_init(&Motor_pid_r);
 PID_init(&Motor_pid_l);

 PID_Set(&Motor_pid_r,10,10,4);
 PID_Set(&Motor_pid_l,10,10,4);

这是所调用的pid函数。

//初始化PID
void PID_init(PID_TypDef* sptr)
{
    sptr->Kp = 0.0;             // 比例常数 Proportional Const
    sptr->Ki = 0.0;             // 积分常数 Integral Const
    sptr->Kd = 0.0;             // 微分常数 Derivative Const
    sptr->Bias      = 0.0;
    sptr->Integral  = 0.0;
    sptr->Last_Bias = 0.0;
    sptr->Pre_Bias  = 0.0;

}

//PID设置
void PID_Set(PID_TypDef *PID,float Kp,float Ki,float Kd)
{
    PID->Kp = Kp;
    PID->Ki = Ki;
    PID->Kd = Kd;
}

这是在中断中调用来计算pwm的函数

pwm_r += IncPID(r_speed,target_speed_r,&Motor_pid_r);
pwm_l += IncPID(l_speed,target_speed_l,&Motor_pid_l);

这是增量式PID和位置式PID，具体用那一个要看实际应用情况

typedef struct
{
         float  Kp;                  // 比例常数 Proportional Const
         float  Ki;                  // 积分常数 Integral Const
         float  Kd;                  // 微分常数 Derivative Const
         float  Integral;
         float  Bias;
         float  Last_Bias;
         float  Pre_Bias;
}PID_TypDef;

PID_TypDef Motor_pid_r;   //右电机PID
PID_TypDef Motor_pid_l;   //左电机PID

//PID设置
void PID_Set(PID_TypDef *PID,float Kp,float Ki,float Kd)
{
    PID->Kp = Kp;
    PID->Ki = Ki;
    PID->Kd = Kd;
}

//增量式PID
float IncPID(int Encoder,int Target,PID_TypDef* sptr)
{
  float Pwm;
  sptr->Bias = Target - Encoder;                                     // 计算当前误差
  Pwm = sptr->Kp * (sptr->Bias-sptr->Last_Bias)                  // P
         +sptr->Ki * sptr->Bias                                   // I
         +sptr->Kd * (sptr->Bias-2*sptr->Last_Bias+sptr->Pre_Bias);  // D

  sptr->Pre_Bias=sptr->Last_Bias;                          // 存储误差，用于下次计算
  sptr->Last_Bias=sptr->Bias;

  return(Pwm);                                    // 返回增量值

}


//位置式PID
float PstPID(float Angle, float Target,PID_TypDef* sptr)
{
    float Pwm;
//  if(around==2)
//  {
        sptr->Bias = 30 ;
//  }else
//  {
    sptr->Bias = Target -Angle ;
//  }
    sptr->Integral += sptr->Bias;

    Pwm = sptr->Kp   * sptr->Bias                   // P
         +sptr->Ki * sptr->Integral                 // I
         +sptr->Kd * (sptr->Bias-sptr->Last_Bias);  // D

    sptr->Last_Bias=sptr->Bias;

    return(Pwm);

}