[问答]

如何去实现一种基于云台的串级pid控制系统设计

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 云台的硬件是由哪些部分组成的？如何去实现一种基于云台的串级pid控制系统设计？ 0
2021-9-18 09:29:09　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × 纯纯纯牛奶该类别下有 10 个回答。邀请回答 bertvwang 该类别下有 10 个回答。邀请回答幽默该类别下有 9 个回答。邀请回答王伟01 该类别下有 9 个回答。邀请回答 hzp_bbs1 该类别下有 8 个回答。邀请回答笔画张该类别下有 8 个回答。邀请回答偶是糕富帅该类别下有 8 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 8 个回答。邀请回答 tutu304725938 该类别下有 8 个回答。邀请回答 dahairenlyy 该类别下有 8 个回答。邀请回答凌晨3点睡该类别下有 8 个回答。邀请回答 fhbding 该类别下有 8 个回答。邀请回答低调de炫耀爱该类别下有 7 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 7 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 7 个回答。邀请回答苹果派派该类别下有 7 个回答。邀请回答威廉希尔官方网站牛人小渣子该类别下有 7 个回答。邀请回答 sfafa 该类别下有 7 个回答。邀请回答欲望都市该类别下有 7 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 7 个回答。邀请回答举报李伟相关推荐 • 怎样去设计一种基于STM32的模糊PID温度控制系统呢 2852 • PID控制的原理是什么？如何去实现串级PID的源码呢 1314 • 如何去设计一种基于STM32控制器的模糊PID温度控制系统呢 2473 • 怎样去设计一种基于PID控制的三相PWM逆变电源控制系统呢 1976 • 怎样去设计一种基于单片机的无刷直流电机PID调速控制系统？ 1190 • 如何实现一种基于三轴云台与MPU-6050的平衡系统 1868 • 如何去实现一种基于Simulink的Arduino无代码控制系统设计呢 929 • 怎样去设计一种基于单片机的无刷直流电机PID调速控制系统 1918 • 串级控制系统发生振荡时正确的应对方法，如何快速将串级控制系统投入自动？ 1627 • 怎样去设计一种基于物联网和STM32的智能温室大棚控制系统 2264 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 一。云台硬件组成两轴云台所需要的用的硬件有 1.两个直流无刷电机：分别做云台的yaw轴与pitch轴的执行机构。 2.主控板：这里选用stm32f1r8（一般的32芯片的性能都足以支撑此开发）。 3.陀螺仪：用作角速度反馈，这里选用mpu6050足够。 4.编码器：用作角度反馈，这里使用直流无刷电机自带的编码器，优点是误差较小且驱动方便。二。串级pid控制系统设计硬件平台搭好之后，那么进入正题。自稳云台的重点在于自稳，何谓自稳呢？就是在人工不干预或受到一定的扰动的情况下，云台仍能保持着一定的姿态。如何实现自稳呢？这就需要依赖于pid控制器的帮助。用的最为广泛且发展最成熟的控制器毫无疑问是pid控制，可是pid控制器也可以分为很多类别，这其中我们最为熟知的就是单回路pid控制，而串级pid控制，顾名思义就是两个单回路pid控制系统互相嵌套形成的pid控制器，是在简单pid上发展起来的，与简单pid控制器相比，串级控制系统的控制质量有显著的提高。以下为本云台设计的串级pid控制模型这一控制流程可以通过分析云台从“垂头丧气地耷拉”到“精神抖擞地挺立”经历的“艰难险阻”以一探究竟 1.电机没有电流值输入的情况时，两个电机无力矩作用，云台垂头丧气地埋着头，这时，你希望电机可以达到一定的角度并保持不动（即流程图中的期望角度）让云台抬起头，而电机编码器反馈回来的角度值与你期望的角度值一定是有差距的，这个差距就是角度误差（且在此时角度误差最大）。 2.角度误差形成后，电机则需要转动去缩小这个误差，既然要转动必然要有转动角速度，有了期望角度，那么期望角速度如何给定呢？不需要我们自己去给定，让角度PID控制器帮我们实现，如图，就是用角度误差作为角度PID控制器的输入值，输出值作为期望的角速度值。这一过程也很好地体现了串级pid控制系统的最大的优势，即通过一个控制量去自动控制另外一个控制量。当角度误差较大时，那么期望的角速度也大，调节速度就很快，反之，云台到达期望位置时，角度误差几乎为0，那么期望角速度也为0，云台保持不动。 3.有了期望的角速度值，那么我们就只要利用这个值去驱动电机即可，而此角速度值一般较小，若直接作为驱动电机电流值就较小，所以一般用角速度PID控制器的P环节对此值做放大（也有可能缩小，具体依照程序实现）。经过角速度PID控制器的值可以用于驱动电机以改变云台姿态。 4.云台姿态在不断地改变，于是陀螺仪与编码器作为传感反馈的重要作用便体现出来，不断地反馈电机的角度值和角速度值，如此便形成了闭环，即为上图所示的控制流程图。三。程序设计角度环与角速度环pid控制器实现以下两段程序是角度环程序实现两个电机编码器反馈回电机角度在程序中即为motor_info［0］.rotor_angle与motor_info［1］.rotor_angle）输入电机角度设定值（程序中为2250与2400） pid_calc（&yaw_Angle_pid ，2250，motor_info［0］.rotor_angle）; pid_calc（&pitch_Angle_pid ，2400，motor_info［1］.rotor_angle）; 以下两段程序是角度环程序实现由陀螺仪反馈回yaw轴以及pitch轴的角速度在程序中即为Speed_yaw和Speed_pit）输入设定值即为角度环输出（程序中为yaw_Angle_pid.output与pitch_Angle_pid.output） pid_calc（&yaw_speed_pid ，yaw_Angle_pid.output，Speed_yaw）; pid_calc（&pitch_speed_pid，pitch_Angle_pid.output，Speed_pit）; 其中yaw_Angle_pid与pitch_Angle_pid分别为yaw轴与pitch轴的角度pid控制器结构体，yaw_speed_pid与pitch_speed_pid分别为yaw轴与pitch轴的角速度pid控制器结构体附：程序中用到的pid控制器计算函数与pid控制器参数结构体如下（1）pid控制器参数结构体 typedef struct _pid_struct_t { float kp; float ki; float kd; float i_max; float out_max; float ref; // target value float fdb; // feedback value float err［2］; // error and last error float p_out; float i_out; float d_out; float output; } pid_struct_t; （2）pid控制器计算函数 float pid_calc（pid_struct_t pid， float ref， float fdb） // { pid-》ref = ref; //设定值 pid-》fdb = fdb; //反馈值 pid-》err［1］ = pid-》err［0］; //err［0］为当前误差 pid-》err［0］ = pid-》ref - pid-》fdb; //err［1］为上一次误差 pid-》p_out = pid-》kp pid-》err［0］; //p控制器 pid-》i_out += pid-》ki * pid-》err［0］; //I控制器 pid-》d_out = pid-》kd * （ pid-》err［0］ - pid-》err［1］）; //D控制器 LIMIT_MIN_MAX（pid-》i_out， -pid-》i_max， pid-》i_max）; //此函数用于过滤由于扰动造成的过大或过小值 pid-》output = pid-》p_out + pid-》i_out + pid-》d_out; //pid控制器输出 LIMIT_MIN_MAX（pid-》output， -pid-》out_max， pid-》out_max）; return pid-》output; } 需要stm32源程序或有指正意见的朋友可评论或私聊交流！

2021-9-18 16:19:31 评论举报刘来有