2020年04月14日 | Stm32F407控制直流减速编码电机--使用增量式速度PI

2020-04-14 来源：eefocus

今天给大家分享一个我先前使用的直流电机的增量式速度PI的算法。首先跟大家介绍应用场景，我们使用增量式速度PI 控制直流减速编码电机是在参加全国大学生工程训练综合能力竞赛时为了控制一个麦克纳姆轮小车而准备的，在应用需求中我们一共是需要控制四路电机分别对四个电机的速度、方向进行控制，以此来实现对车身姿态的精确控制。可以认为速度控制时脉轮车控制的一个基本需求。（此处说的脉轮车是指自动运行的，手动操作的就另当别论）声明：以下文章中电机指直流减速编码电机如果您只是向要一份参考代码，那么他的链接在这里；配合文章会更好的理解代码哟

我们先前使用的电机型号如下

我们使用的是500线的光电编码器，控制相对于 12线磁编码器要简单很多，当然价格贵不少。。。

控制电机的速度，我们第一步肯定是要使用 PWM波，先使用Stm32F407 生成一个我们需要的占空比可调的频率符合要求的方波信号。（此处注意，方波信号的频率不宜过高或者过低，过高容易导致电机驱动的晶闸管经常处于开关状态--发热巨大；过低则容易产生噪音，对电机也低频的冲击）直接上代码！

第一部分是产生可控方波的代码

程序大概就是这样的，这一部分很简单，只是简单的定时器的输出配置

第二部分是配置一路编码器接口，我们的 Stm32F407的定时器 1 2 3 4 5 8 支持编码器的解码功能，本次比赛中我们的定时器2 3 4 5 分别用作了四路电机的编码器解码。编码器器的配置过程大致如下：

整个过程的配置很简单：①开时钟② IO复用③调用接口配置函数通过上述的顾鹏程我们就已经完成了对编码器的配置。

编码器对电机输出的编码器信号使用硬件解码，编码器的解码过程配置这里不做详细的介绍了，具体请参考 stm32F4xx 中文参考手册。我们这里最终实现了电机转动产生正交编码的信号，定时器对编码信号进行解码，电机转动时 TIMx->CNT ++++ 或者---- 具体的加或者减取决于电机的转动方向。

以上是编码器参数处理的部分函数，这里我没有采用记录上一次值的方法，这是因为在项目的需求中我只需要控制速度，而不需要去管位移，如果有需要对位移进行控制的函数，那么我们就需要保存上一次的值使用一个差值去进行速度的控制。

第三部分是产生一个时间基准：

我们要对电机进行速度控制，但是我们目前获取到的信息是转角的信息（类比直线运动的位移）我们需要对转速（速度）控制只需要对位移进行微分，所获得的就是速度信息。所以我们需要将时间切片，看每一个时间片内电机转过的角度，这个值近似等于这一段时间内的电机的平均速度，也几乎可以反映出电机的瞬时速度。综上我们需要一个时间的基准

时间基准我们是通过定时器中断来产生的，我们通过定时器的定时中断，在中断函数内对编码器信息处理，以此获得速度信息。定时器中断部分的配置如下，这是正点原子的探索者的代码，就不做解释了。

第四部分是增量式速度PI的实现代码，这一部分我是抄来的，也是搞不明白。所以就不去班门弄斧了。大家去找其他的大佬的解释吧。我这里只是附上代码

这个是增量式速度PI 的核心部分。

第五部分就是将以上的部分全部融合起来构成一个可以跑起来的程序这也是程序的最主要的部分

至此就差不多完成了电机的速度控制。整个电机的速度控制时比较困难的，我也是花了一个多周的时间才搞明白的。

除了我上述提到的这些以外，我们还需要去大概的了解电机驱动正交编码器等等的概念。

才疏学浅难免有疏漏之处，望不吝赐教。

Stm32F407 直流减速编码电机增量式速度

上一篇:迁移微雪2.9寸电子墨水屏代码到Stm32F407上

下一篇:基于Stm32F407的多路（6路）步进电机速度控制函数