通常我们在控制小车运动的时候不知道怎么精确的对小车轨迹来控制。在不懂得小车控制算法精髓的时候，我们是无法对小车进行精确的控制的。目前绝大多数小车都是用PID控制算法来实现对小车的运动控制的。现在很多玩家就只知道一种调节方法，就是比例调节，即向左偏就向右调节，向右偏就向左调节，最容易想到，也是最容易用软硬件实现的，但是结果也是最容易出问题的。当时的感觉就是小车太灵敏了，忽左忽右，不是很稳定。后来查了资料后知道了其他的调节方式。
电机控制算法的作用是接受指令速度值，通过运算向电机提供适当的驱动电压，尽快地和尽快平稳地使电机转速达到指令速度值，并维持这个速度值。换言之，一旦电机转速达到了指令速度值，即使在各种坏因(如斜坡、碰撞之类等使电机转速发生明显的变化的因素)的干扰下也应保持速度值不变。为了更好的提高机器人小车控制管理系统的控制精度，选用合适的控制算法显得十分必要。控制算法是任何闭环系统控制方案的核心，然而并非越复杂、精度越高的算法越好，因为比赛要求非常高的实时性，机器人必须在非常短的时间内作出灵敏的反应，所以现代的一些先进控制算法，比如模糊控制、神经元网络控制等就不可以应用到小车控制管理系统里。本系统选用了最常规、最经典的PID控制算法，通过实际应用取得了很好的效果。下图是PID控制原理结构图。
控制回路中的第一个偏差转换环节就是比例项。这一环节简单地将偏差信号乘以常数K 得到新的CV值(值域为-100~100)。基本的比例控制算法如下：
上一段程序中的SetPWM()函数并非将CV值作为绝对的PWM占空比来对待。否则，不断降低的偏差值会使输出值接近零，而且由于电机工作时需要持续的PWM信号，控制管理系统将会使电机稳定在低速运转状态上，因此导致控制管理系统策略失败。
相反，CV值一般被取作当前PWM占空比的改变量，并被附加到当前的PWM占空比上。这也要求SetPWM()函数必须将相加后得到的PWM占空比限制在0%~100%。正的CV值将使电机两端电压增加。负的CV值将使电机两端电压降低。如果CV值等于0，则无需改变但前占空比。较低的K 值会使电机的速度响应缓慢，但是却很平稳。较高的K 值会使速度响应更快，但是却可能会引起超调，即达到稳定输出前在期望值附近振荡。过高的K 值会导致系统的不稳定，即输出不断震荡且不会趋于期望值。
积分正好与微分相对。假如有一个描述变化率(微分)的表达式，那么对该表达式的积分就将得到随时间变化的原物理量。如加速度的积分是速度，速度的积分是位移。
在PID控制回路中，偏差的积分代表从控制开始时算起所有偏差积累的总和。该总和被常数K 所乘后再添加到回路输出中。在回路中，假如没有积分环节，尽管控制管理系统也会趋于稳定，但是由于某一些原因输出值可能最终也无法达到SP值。
由于积分项会慢慢的变大，这就会使控制回路在SP值的改变时响应变慢，某些应用场合在CV值达到取值边界(如为：-100~100)时会停止累加Isum。在SP值改变时，也可以除去Isum项。
任何变量的微分项被用来描述该变量是如何相对于另一个变量(多位时间)变化的。换句话说，任何变量的微分项就是它随时间的变化率。如位移随时间的变化率是速度。速度相对于时间的微分是加速度。
在PID控制器中，值得关心的是偏差信号相对于时间的微分，或称变化率。绝大多数控制器将微分项定义为：
式中，E为当前偏差，E 为前次偏差值，T为两次测量的时间间隔。负的变化率表明偏差信号的改善。当微分项被具体应用于控制器中时，将一个常数乘以该微分项，并将它加到比例项上，就能够获得最终的CV值计算公式：
当偏差信号接近零时，CV值将为负，所以当偏差信号开始改善时，微分项的作用将逐渐减弱校正输出量。在某一些场合下，微分项还有利于超调量的消除，并可以允许使用较大的K 值，从而能够改善响应的快速性。微分环节还预示了偏差信号的变化趋势。当控制对象对控制器的输出响应迟缓时，微分环节的作用尤为明显。
在整定PID控制器参数时，能够准确的通过控制器的参数与系统动态性能和稳态性能之间的定性关系，用实验的方法来调节控制器的参数。有经验的调试人员通常能较快地得到较为满意的调试结果。在调试中最重要的问题是在系统性能不能令人满意时，知道应该调节哪一个参数，该参数应该增大还是减小。
为了减少需要整定的参数，首先能够使用PI控制器。为了能够更好的保证系统的安全，在调试开始时应设置比较保守的参数，例如比例系数不要太大，积分时间不要太小，以防止系统不稳定或超调量过大的不正常的情况。给出一个阶跃给定信号，根据被控量的输出波形能够得到系统性能的信息，例如超调量和调节时间。应根据PID参数与系统性能的关系，反复调节PID的参数。
如果阶跃响应的超调量太大，经过多次振荡才能稳定或者根本不稳定，应减小比例系数、增大积分时间。如果阶跃响应没有超调量，但是被控量上升过于缓慢，过渡过程时间太长，应按相反的方向调整参数。
反复调节比例系数和积分时间，如果超调量仍然较大，能加入微分控制，微分时间从0逐渐增大，反复调节控制器的比例、积分和微分部分的参数。
总之，PID参数的调试是一个综合的、各参数互相影响的过程，实际调试过程中的多次尝试是很重要的，也是必须的。
试凑法就是人工选择PID参数，使控制管理系统响应达到预定要求，这种方法既简单又复杂，说简单是，如果你有经验和运气的话，那么在SIMULINK中，可能很快就达到了目标，说难的是，在现场实战中，可能费了很大时间和精力来调整三个参数，也没有完成任务。
临界比例度法就是仅在P作用下，调整比例度使系统等幅振荡，然后根据公式算出PID值，效果如图1所示，图中左半部分是系统等幅振荡，右半部分是控制效果。下图是通过MATLAB仿真的PID临界比例度法控制的曲线 PID临界比例度法控制的曲线）衰减曲线法
衰减曲线法 就是仅在P作用下，调整比例度使系统响应曲线比率衰减，然后根据公式算出PID值，效果如图2所示，图中左半部分是系统衰减曲线，右半部分是控制效果。下图是通过MATLAB 仿真的PID衰减曲线法控制的曲线 PID衰减曲线）反应曲线法
反应曲线法就是在开环状态下，加阶跃信号，然后用一阶加纯滞后系统逼近原系统，然后根据由Z-N或C-C公式算出PID值，效果如图3所示，图中左半部分是系统 响应曲线 ， 右半部分是控制效果。图4是一个三阶系统，临界比例度法 求得的有关参数。下图是通过MATLAB 仿真的PID反应曲线法控制的曲线 PID反应曲线法控制的曲线
通过研究汽车转向系统，建立汽车方向盘回正力矩的数学模型，采用一个直流力矩电机控制管理系统模拟汽车行驶时方向盘受到的回正力矩。将此系统应用于汽车驾驶仿真器中，电机产生的效果与驾驶真车行驶的状况相似，驾驶员可在汽车驾驶仿真器上熟练掌握操作程序后，再驾驶真车进行行驶练习。随微电子技术的发展和微机价格下降，本系统将在汽车回正力矩模拟中得到普遍应用。 1 方向盘回正力矩的计算 车辆运行过程中的各种姿态和运作状况，参照固定在地面上的右手直角坐标系确定。正常的情况下，车辆固定坐标系选择与操纵的起始点相一致。此坐标系如图l所示。 图1中，O为汽车质心；a、b分别为质心到前、后轴的距离；R为汽车转向半径。δ为前轮转向角。回正力矩的计
利用2051的T0产生双路PWM信号，推动L293D或L298N为直流电机调速，程序已通过调试。 /* =======直流电机的PWM速度控制程序======== */ /* 晶振采用11.0592M,产生的PWM的频率约为91Hz */ #include reg51.h #include math.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit en1=P1^0; /* L298的Enable A */ sbit en2=P1^1; /* L298的Enable B */ sbit s1=P1^2; /* L298的Input 1 */ s
摘要：根据无刷直流电机理论和系统的要求，以双TMS320F2812 DSP处理器为核心，针对系统的高可靠性要求，进行了无刷直流电机控制器的硬件电路设计并对核心电路做多元化的分析、仿真和实验验证;根据结果得出，该硬件电路可实现无刷直流电机正常调速的控制需求，相应性能指标可满足系统需求。 0 引言 无刷直流电机(以下简称BLDCM)用电子换相器取代机械换向器，根除了电刷和换向器接触磨损所导致的寿命周期短、电气绝缘低、火花干扰强等诸多缺陷;同时永磁材料的高磁性能使无刷直流电机具有起动转矩大、调速范围广、运行效率高等优点，在各个工业领域存在广泛应用。 由于本系统有较高的可靠性要求，因此总体设计思路是采用主控、监控双DSP系统架构满足控制器的高
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现代工业生产里，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。本调速系统采用PIC16F874单片机作为中心处理器，充分的利用了PIC16F874单片机捕捉、比较、模/数转换模块的特点作为触发电路，其优点是：结构相对比较简单，能与主电路同步，能平稳移相且有足够的移相范围，控制角调整量可达10000步，可以在一定程度上完成电机的无级平滑控制，脉冲前沿陡且有足够的幅值，脉宽可设定，稳
无级调速系统的设计 /
O 引言 无刷直流电机(简称BLDCM)是一种用 电子 换向器取代机械电刷和机械换向器的新型直流 电动机 ，具有结构相对比较简单，调速性好，效率高等优点，目前已得到广泛应用。TMS320F2812数字信号处理器是TI公司最新推出的32位定点 DSP 控制器，器件上集成了多种先进的外设，具有灵活可靠的控制和通信模块，可完全实现电机系统的控制和通信功能，为电机伺服系统的实现提供了良好的平台。本文设计了以高性能TMS-320F2812DSP芯片为核心的无刷直流电机伺服控制管理系统。 1 伺服控制管理系统硬件构成及其工作原理 系统硬件框图如图1所示。 1.1 控制 电路 控制电路是以F2812为核心，另外还包括位
摘要： 本文提出直接采用C504嵌入式单片机的永磁直流无刷电机数字式控制器的方案，并在电动自动车中得到了应用，取得了良好的实验效果。 关键词： 单片机 无刷电机 数字式 控制器 一、概述 永磁直流无刷电机（PM-BLDC），由于其固有的许多特点，再加上我国稀土资源丰富，被众多电机专家觉得是21世纪的新型换代产品。随着半导体集成电路，电力电子器件，控制原理和稀土材料工业的发展，能预见这种产品必然会逐步取代传统结构的交流电动机加变频调速器的模式。 目前见到的文献中，控制器一般都采用Motorola公司的MC33035，MicroLinear公司的ML4425/4428或采用通用的PWM
该电路采用NMOS场效应管作为功率输出器件， 设计并实现了较大功率的直流电机H 桥驱动电路，并对标称电压为24 伏， 额定电流为3.8A 的25D60-24A 直流电机进行闭环控制， 电路的抗干扰的能力强，在工业控制领域具有较强的适用性。许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片， 但这些芯片多数只适合小功率直流电机， 对于大功率直流电机的驱动， 其集成芯片价格昂贵。 在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点： 1. 功能：电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机 即可，当电机需要双向转动时，能够正常的使用由4 个功率元件组成的H 桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。
H桥驱动电路方案 /
摘要： 以先进的TMS320F2812型数字信号处理器(DSP)为主控制芯片，利用CPLD实现无刷直流电机(BLDCM)的逻辑换相，以位置环控制为主，速度环和电流环控制为辅，设计了一套BLDCM的三环控制管理系统。系统对数字电路与功率电路进行光耦隔离，确保总系统拥有非常良好的电磁兼容性。控制系统软件采用定周期控制，循环等待中断发生。实验根据结果得出，该系统工作稳定、可靠，拥有非常良好的动、静态特性，且实时性强。 关键词： 无刷直流电机；三环控制；数字信号处理器 1 引言 现有的BLDCM控制管理系统大多采用单环控制，很难同时满足系统的快速性、稳定性与准确性的要求。此处采用TMS320F2812型DSP为主控制芯片，采用EPM3128A
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