1、n SUNPLUSPID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制 V1.1 - Jan 23, 200619, Innovation First Road ? Science Park ? Hs-Chu ? Taiwan 300 ? R.O.C. Tel:886-3-578-6005 Fax: 886-3-578-4418 E-mail: mcuSUNPLUS1PID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制版權聲明凌陽科技股份有限公司保留對此文件修改之權利且不另行通知。凌陽科技股份 有限公司所提供之信息相信為正確且可靠之信息，但并不保證本文件中絕無錯誤。 請于向凌陽科技股份有限公司提出訂單前，自行確定所使用之相關技術文件及規(guī)格

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3、器73軟件說明8 3.1軟件說明8 3.2檔案構成83.3 DMC 界面83.4 子程序說明94程序范例16 4.1 DEMO 程序164.2程序流程與說明1943斷子流程與說明205MCU使用資源215.1MCU硬件使用資源說明216實驗測試22 6.1響應曲線227獻26SUNPLUS修訂記錄日期版本編寫及修訂者初版錯誤校正編寫及修訂說明SUNPLUS«£ ROffUilliaraira /5<11 tfWtHfWI- T lUBHIi <R»J MMIIC tt«!立BMMttitMtBB. ftUMBW- til U & ，1

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14、：&><« mtiruA«tiR.C7jut£tr *什，Mbumn，gdflr.1, 一， ！>“ 卜 vnaBK. «XM. MK.SUNPLUS4、微分作用可改善系統(tǒng)的動態(tài)特性，阻止偏差的變化，有助于減小超調(diào)量，消除振蕩，縮短調(diào)節(jié)時間t s,允許加大Kp ,使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精 度，達到滿意的控制效果。所以，在 e k比較大時，Kd取零，實際為PI控制；在 e k比較小時，Kd取一正值，實行PID控制。2.5自校正PID控制器對于一個特定的被控對象，在純比例控制的作用下改變比例系數(shù)可以求出產(chǎn)生 臨界振蕩的振蕩根據(jù)

15、Z -N條件，有周期Tu和臨界比例系數(shù)Ku 。T =0. 1Tu Ti =0. 5Tu Td =0. 125Tu代入（式2 5）則有:?u k = Kp （2. 45e k -3. 5e k -1+1.25e k -2 （式 2 7）很顯然，采用上式可以十分容易的實現(xiàn)常數(shù) Kp的校正SUNPLUS3軟件說明3.1 軟件說明AN_SPMC75_0012在微處理器 SPMC75F2413A上實現(xiàn)數(shù)字PID對BLDC速 度的調(diào)節(jié)，重點將是對PID參數(shù)的整定，使系統(tǒng)的動靜態(tài)性能達到病意”的效果。3.2 檔案構成文件名稱 Main Chap2 Initial ISRDigitalPID_V100.lib

16、功能BLDC驅(qū)動相關參數(shù)初始化，DMC服務BLDC驅(qū)動相關函數(shù)系統(tǒng)所有相關初 始化程序 驅(qū)動中相應的中斷服務PID設置，初始化和PID計算函數(shù)庫函數(shù)類型 C C C C lib libSpmc75_dmc_lib_V100.lib DMC 通信程序3.3 DMC界面Speed1_Cmd設置電機運轉的速度Speed1_Now電機當前反饋速度Speed1_Kp： 2.5節(jié)自校正PID控制器中提到的Kp值User_R0:當前P_TMR3_TGRA寄存器的值User_R1:設置速度與電機實際轉速的差值Motor 1Start和Motor 1 Stop控制啟停SUNPLUSPID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制3

17、.4 子程序說明PIDInit (原形描述輸入?yún)?shù)輸出參數(shù)頭文件庫文件注意事項例子void PIDInit (voidPID所用到的RAM清零無無Spmc75_PID.h DigitalPID_V100 請在設置參數(shù)前使用。PIDInit (;SUNPLUSPIDSetPoint (原形描述輸入?yún)?shù)輸出參數(shù)頭文件庫文件注意事項例子void PIDSetPoint(int設置PID調(diào)節(jié)的目標值 期望值 無Spmc75_PID.h DigitalPID_V100PIDSetPoint (2000; /期望電動機的轉速為 2000rpmPIDGetSetpoint (原形描述輸入?yún)?shù)輸出參數(shù)頭文件庫

18、文件注意事項例子int PIDGetSetpoint(void讀取PID調(diào)節(jié)設置的目標值 無所設置的期望值 Spmc75_PID.h DigitalPID_V100得到的期望值將和數(shù)值的是同一個數(shù)值uiSpeed = PIDSetPoint (;/讀取所設置的期望電動機轉速I*”方，：! <>“* c B，g«，ah HU OM 4 GM (! tr，G®>*AMnwaiii«aMMmicDOdMrsu ”以 Usiwrwvsoiri 13卜0< s e/，-cam ie rv- ，» 1 IIMOfH4.lfW«4rO

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20、neg x* *口>50y»«<S I CM>UB * I r 7I, ry /* >(， 4»u OM U a & i M4r BIA 04" CM。但皿、小y <>tw哈亨”/“、1j，6 (w"i- n <M7*4*v «t-ty、 Wg，a IfUOM AUtCM A* 1 4出MA OK，0 OM W*lB立U«MMCMJt»snidNns 0SUNPLUSIncPIDCalc (原形描述輸入?yún)?shù)輸出參數(shù)頭文件庫文件注意事項例子int IncPIDCalc

21、(int增量式PID計算PID調(diào)節(jié)當前采樣值 計算增量Spmc75_PID.h DigitalPID_V100(式2 5)增量式PID算法的實現(xiàn)。uiGoalvalue += IncPIDCalc (1998;/位置式PID控制算法通過增量式控制算法 遞推實現(xiàn)，當前采樣得到轉速1998rpm。SUNPLUSLocPIDCalc (原形描述輸入?yún)?shù)輸出參數(shù)頭文件庫文件注意事項例子其它應用函數(shù)式對BLDC驅(qū)動的實現(xiàn)，不再一一贅述，可以參考 【AN_SPMC75_0003應用例的介紹。unsigned int LocPIDCalc(int位置式PID計算PID調(diào)節(jié)當前采樣值位置式PID計算出的絕對位

22、置值 Spmc75_PID.h DigitalPID_V100(式2 4)位置式式PID算法的實現(xiàn)。uiGoalvalue = LocPIDCalc (1998;/位置式PID控制算法，當前采樣得到轉速 1998rpm。PID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制4程序范例4.1 DEMO 程序/*=*/ / 應用范例/*=*/ #include "Spmc75_regs.h" #include "Spmc_typedef.h" #include "unspmacro.h" #include "Spmc75_BLDC.h"main

23、( P_IOA_SPE->W = 0x0000; P_IOB_SPE->W = 0x0000; P_IOC_SPE->W = 0x0000;Spmc75_System_Init(; Spmc75 系統(tǒng)初始化while(1 BLDC_Run_Service(; / 啟停監(jiān)控 NOP(; /= =/ Description: IRQ0 interrupt source is XXX,used to XXX / Notes:錯誤保護/= void IRQ0(void _attribute_ (ISR; void IRQ0(void IPM_Fault_Protect(; /= =/

24、 Description: IRQ1 interrupt source is XXX,used to XXX / Notes:BLDC 啟動 及正常運行服務:= void IRQ1(void _attribute_ (ISR;SUNPLUSPID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制void IRQ1(void /*=*/ "Position detection change interrupt/*=*/ if(P_TMR0_Status->B.PDCIF && P_TMR0_INT->B.PDCIE BLDC_Motor_Normalrun(; /*=*/ /*Time

25、r Counter Overflow/*= =*/ if(P_TMR0_Status->B.TCVIF && P_TMR0_INT->B.TCVIE BLDC_Motor_Startup(; P_TMR0_Status->W = P_TMR0_Status->W; /= =/ Description: IRQ6 interrupt source is XXX,used to XXX / Notes:DMC 接收 中斷服務函數(shù)/= = void IRQ6(void _attribute_ (ISR; void IRQ6(void if(P_INT_Stat

26、us->B.UARTIF if(P_UART_Status->B.RXIF MC75_DMC_RcvStream(; if(P_UART_Status- >B.TXIF && P_UART_Ctrl->B.TXIE; /= =/ Description: IRQ7 interrupt source is XXX,used to XXX / Notes:512Hz 定時 中斷完成PID調(diào)節(jié)速度/= void IRQ7(void _attribute_ (ISR; void IRQ7(void if(P_INT_Status->B.CMTIF if(P

27、CMT Ctrl->B.CM0IF && PCMT Ctrl->B.CM0IE令 SUNPLUSBLDC_Motor_Actiyator(; P_CMT_Ctrl->W = P_CMT_Ctrl->W; PID計算子函數(shù)：PID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制/數(shù)據(jù)結構typedef struct PID int SetPoint; 設定目標 Desired Value long SumError; /族差累計double Proportion; /比例常數(shù) Proportional Const double Integral; /積分常數(shù) Integral Co

28、nst double Derivative; /微分常數(shù) Derivative Constint LastError; Error-1 int PrevError; "Error卜2 PID;static PID sPID; static PID *sptr = &sPID;/PID參數(shù)初始化void IncPIDInit(void sptr->SumError = 0; sptr->LastError = 0; /Error-1 sptr->PrevError = 0; /Error-2sptr->Proportion = 0; 比例常數(shù) Propo

29、rtional Const sptr->Integral = 0; /做分常數(shù) Integral Const sptr->Derivative = 0; /微分常數(shù) Derivative Const sptr->SetPoint = 0; G SUNPLUSg UOnC&lCUM MO»¥NKI E K，BMWXtM,/Hi-<' etBnte Uttn - «>< irtt->«1<> FYiw»t»E0 /»««.(9 IK，一-&

30、quot;W««« sr* bavFHICatr im ttasttviral一”m»w*t4Swwf| 6 .«一 6：-r”， itmtt6 f - mc，“. ityrxiEEHbr-r«K， Ittrvf貫1 ，nG SUNPLUSSI CV內(nèi)!» 51 roc rev i«BRaw391«tMtaecttviM.i ，ROI SRDCeTCV， WXnu®Maj©© SUNPLUS3”一、 漳，.皿 0 MD f <wn. «r44OLDCHU<

31、;<1 Mf-. AIHMItttmua“， MJleOC ，cr"*jt"il 窟 if, Ml M a TCV AftSUNPLUSPID調(diào)節(jié)控制做電機速度控制6實驗測試測試主要是針對120度上相PWM方波驅(qū)動帶霍爾位置傳感的直流無刷電動機 并應用PID控制來進行對電動機的速度調(diào)節(jié)。硬件原理圖及關于BLDC驅(qū)動請參照【AN_SPMC75_0003。Kp參數(shù)的調(diào)整，在源程序中是可以用預編譯定義的。 如果定義的話就可以在 DMC下對Kp參數(shù)調(diào)整，但請注意，DMC下的參數(shù)需要 是擴大一千倍的。例如：Kp =0.105, DMC參數(shù)就應該是105。這樣Kp的范圍就 可以在

32、（400, 10）,對于這個范圍的參數(shù)只能說是能正常的工作。如果說最適 合，那么還請您根據(jù)系統(tǒng)的需要，按照各種整定方法對其進行全面的評估。【注意】1、在這里PID參數(shù)的選擇和PWM的載波頻率也有一定的關系，載 波頻率越高則【P_TMRx_TGRA】所設置的范圍就越小，調(diào)節(jié)就比較的快。這種種因數(shù)希望 到能考慮在內(nèi)，得到最適合的 PID參數(shù)。【注意】2、如果選擇使用DMC來調(diào)整PID的Kp參數(shù),請先設置轉速 （Speed1_Cmd和Kp （Speed1_Kp）的數(shù)值再啟動 Motor1 ;若是使用固定的 PID 的Kp參數(shù)（在程序中固定），請先設置轉速（Speed1_Cm。再啟動MotoU。【注意

33、】3、在DMC下PID參數(shù)的時候Speed1_Kp與Kp的關系是 Speed1_Kp= 1000Kp ,就是說如果要設置 Kp 為 0.125, DMC 的 Speed1_Kp應該 給出125。6.1響應曲線所有測試都是在空載，PWM載波為6KHz的情況下進行:SUNPLUS1、Speed1_Kp= 10,即 Kp =0.01。在轉速從 0rpm 升至 2000rpm 的響應曲 線，如圖6.1。SUNPLUSControl Parameters Set5gN NameValue1 Speedy Cmd2000(d2 SpeedL SlopeO'd3 Speedl Kp10'd4

34、 Speed l.KiO'dControl Parameters GettviqS. NameValue0 Speedl_Now1590dBoard Parameters GettingSh NameValue口 Driver V.0.00口 ACUne F.0.00口 SysTl0.00口 Sys_T20.00口 Sys_T30.00口 Sys_T4 I0.00 JMotor 1SUNPLUS*Control Pardmeters SetttigN MameValue1 Speed 1 Cmd2D0Qd2 Speed 1 SlopeO'd3 Speed 1 小ioy4 spttdl KiO'dContra fl3T.3inptpr5 Uettmq5* NomeVaLie0 Speed1 Now1590'dOujrd P，也iiuler務 GottimgiSh., NameValue*1口 Driver V.,0.00口 ACUne F0.00口 Sys T10.00口 Sys T20.00口 Sys_T30.00口 Sys