一起看看电机控制中的一些PID控制算法

FOC算法中的电流环，速度环都涉及到PID控制

PID又分位置式PID控制算法和增量式PID控制算法，而个人认为在电机控制中使用增量式PID效果会更好一些。下面主要介绍几种增量式PID控制算法及C代码实现。

1.1AN1078文档中的PID

PI结构框图和原理

C代码实现：

//电流环D轴PI控制

void PI_Control_D( PID_ID_TypeDef *dParm)
{
        int32_t U,Excess;
        U = (dParm->Id_Sum + dParm->Id_Kp*dParm->Id_Err)>>12;

if(U > dParm->Id_OutMax)
        {
                U = dParm->Id_OutMax;
        }

elseif(U < dParm->Id_OutMin)
        {
                U = dParm->Id_OutMin;
        }else{
                dParm->Id_Out = U;
        }
        Excess = U - dParm->Id_Out;
        dParm->Id_Sum = dParm->Id_Sum + dParm->Id_Ki*dParm->Id_Err - dParm->Id_Kc*Excess;
}1234567891011121314151617181920

1.2传统增量式PID

离散化公式：

C代码实现：

int16_t PIDControl_Q(PID_IQ_TypeDef * PID, int16_t Ref, int16_t Cur)
{
        int32_t Kp_Out, Ki_Out, PID_Out,PID_Out_Last;if(!PID->Iq_Err)
    {

PID->Iq_Err = Ref - Cur;// 初始化PID当前偏差

PID->Iq_Err_Err = PID->Iq_Err - PID->Iq_Err_Last1;// 初始化PID上次偏差和上上次偏差之差

PID->Iq_Err_Last1 = Ref - Cur;// 初始化PID上次偏差

PID->Iq_Err_Err_Last1 = PID->Iq_Err_Err;

    }else{

PID->Iq_Err_Last1 = PID->Iq_Err;// 保存PID上次偏差

PID->Iq_Err = Ref - Cur;// 计算PID当前偏差

PID->Iq_Err_Err = PID->Iq_Err - PID->Iq_Err_Last1;// 计算PID上次偏差和上上次偏差之差}

    Kp_Out = ((int32_t)PID->Iq_Kp * (int32_t)PID->Iq_Err_Err)>>12;
    Ki_Out = ((int32_t)PID->Iq_Ki * (int32_t)PID->Iq_Err)>>12;
    PID_Out = PID->Iq_Out;
    PID_Out += Kp_Out + Ki_Out;if(PID_Out > PID->Iq_OutMax)
    {
        PID_Out = PID->Iq_OutMax;// PID最高输出}

if(PID_Out < PID->Iq_OutMin)
    {
        PID_Out = PID->Iq_OutMin;// PID最低输出}

    PID->Iq_Out = PID_Out;returnPID->Iq_Out;
}

1.3back-cal PID

结构框图：

C代码实现：

/**
*  PI controller
* */static float _pi(structBackCalPID*that, float err)
{
    that->i_err = err;

    own.m_pre_out = that->i_err * own.m_kp + own.m_sum;

    that->o_out = own.m_pre_out;/*output clamp*/

if(that->o_out > own.m_out_up)
    {
        that->o_out = own.m_out_up;
    }elseif(that->o_out < own.m_out_low)
    {
        that->o_out = own.m_out_low;
    }/*back-cal dynamic Integrator clamp*/

own.m_sum += that->i_err * own.m_ki + own.m_kc * (that->o_out-own.m_pre_out);

return that->o_out;
}

上述具体的PID.c/.h文件链接：https://download.csdn.net/download/strive3/87124205

以上几种PID控制算法均可以实现电机控制中的电流环，速度环PI控制。