自学电机控制总算实现了最简单位置闭环

登录 · 发表于 2024-5-17 23:28

自学了好几个月走了很多弯路，今天总算是实现了最简单位置闭环，只是最简单比例反馈过冲很大静态偏差也大，电机控制好像还真不容易学。。

遇到的一个问题就是地线干扰很大，试着把主滤波电容加到1万UF地线上振荡干扰小了很多。

还有就是旋转变压器解码电路，最开始选的激励电压太低，电机内部三相驱动信号也会干扰到旋转变，导致很难把这个干扰滤掉，才知道原来电机外壳也要接地。

这版旋变电路就这样了，等下版再提高激励电压，这版微调了下电路，抗干扰比原来强点了。

改后的电路，程序部分直接舍弃相位补偿，反正电机转速不高，就算不补偿转速高的时候也差不了几度，本身分辨率只有8位了，也不差这点了。

实际波形旋转变插座1-4脚之间，可以看到振幅很小，要是改高点会更抗干扰，这个是电机H桥驱动工作时候的波形

ADC口波形

演示简单位置闭环，带动一个扳手旋转可以看到过冲很大，而且静态偏差也大，但是加积分控制会剧烈振荡，不知道怎么搞。。

视频最后面有演示视频

发表于 2024-5-18 17:22

玩反馈，玩闭环，少不了PID，还是得补数学课……
PID调参口诀能解决一些问题，但解决不了太多。

发表于 2024-5-18 17:26

还有，玩这类应用，最好是直接买套现成的控制器（平衡车、独轮车、电动车……），测绘电路，直接编程。运气好的可能在废品站就能十块钱买到。
大多是基于STM32或国产兼容芯片的的，很容易上手。

发表于 2024-5-18 18:17

楼主ARM也用汇编编程？
楼主是否用了PID？电机是惯性系统，使用PID会比较好，过充就减小比例系数，震荡就调小积分系数。

@qinlu123 · 发表于 2024-5-18 19:32

Diyer123 发表于 2024-5-18 17:22
玩反馈，玩闭环，少不了PID，还是得补数学课……
PID调参口诀能解决一些问题，但解决不了太多。 ...

其实我以前学过自动控制只是数学不行实在是看不懂。。

发表于 2024-5-18 19:34

Diyer123 发表于 2024-5-18 17:26
还有，玩这类应用，最好是直接买套现成的控制器（平衡车、独轮车、电动车……），测绘电路，直接编程。运气 ...

我就是要自己学做控制器啊，软硬件都自己做，学了好几个月才勉强实现位置控制

发表于 2024-5-18 19:39

coody 发表于 2024-5-18 18:17
楼主ARM也用汇编编程？
楼主是否用了PID？电机是惯性系统，使用PID会比较好，过充就减小比例系数，震荡就调 ...

我从学STM32就是用的汇编

目前只用了比例控制，加积分静态会振荡于是就没加，可能哪里搞的有问题，还得排查排查。

下面就是我比例控制代码

复制

       mov r0, r5              @角度差

__bi_li:

        ldr r1, = 5000

        muls r0, r0, r1

        asrs r0, r0, # 15

发表于 2024-5-18 21:21

yjmwxwx 发表于 2024-5-18 19:39
我从学STM32就是用的汇编

目前只用了比例控制，加积分静态会振荡于是就没加，可能哪里搞的有问题，还得 ...

缩小比例系数看看。

发表于 2024-5-18 23:42

coody 发表于 2024-5-18 21:21
缩小比例系数看看。

缩小试过，感觉可能我积分控制或者别的哪个地方搞的有问题导致静态振荡，等我再调试下看看哪里的问题。

发表于 2024-5-19 09:54

yjmwxwx 发表于 2024-5-18 19:32
其实我以前学过自动控制只是数学不行实在是看不懂。。

定性分析、负反馈极性这些，没读过书的人也一讲就明白
但是定量还是要靠数学

发表于 2024-5-19 10:01

yjmwxwx 发表于 2024-5-18 19:34
我就是要自己学做控制器啊，软硬件都自己做，学了好几个月才勉强实现位置控制 ...

离了个大谱……
自学不代表一切都要从零开始。要不然你还得从烧炭炼铁开始……
正常做法应该是一两天让电机转起来，再逐步根据自己研究方向做电路/软件的参数优化、替代、迭代……
在整个系统正常的情况下，修改一个点就能看到效果的变化，即使改错了，也能马上定位错误、进而优化或还原。
而你从“零”开始，直接就是很多个有潜在问题的点，一旦出了问题，定位不到点不说，还很可能在排查过程掀翻很多其他点，无休止发散折腾，运气好才能重新收敛。

发表于 2024-5-19 10:07

首先根据电机的惯性确定一个PID周期（我一般做成可设置的周期），然后先用P，逐渐增大P到震荡，然后P缩小到没有过冲、没有震荡，然后逐渐增大I至震荡，再缩小I至稳定，同时也可能要微调P。再加入D（如果需要的话）。

发表于 2024-5-19 13:30

Diyer123 发表于 2024-5-19 09:54
定性分析、负反馈极性这些，没读过书的人也一讲就明白
但是定量还是要靠数学 ...

我就是数学不行，我数学只有小学水平，到了初中就没学过数学，只能想办法搞懂原理，书上都是公式我根本看不懂，只能从试验现象来学习了。

发表于 2024-5-19 13:40

Diyer123 发表于 2024-5-19 10:01
离了个大谱……
自学不代表一切都要从零开始。要不然你还得从烧炭炼铁开始……
正常做法应该是一两天让电 ...

我想学的就是自己做控制器的软硬件啊，不是学着用别人开发的东西，反正有的是时间，慢慢学就行了，自己做很省钱，一个板子不到50元，MOS管都是买的拆机的。我的学习过程是先学旋转变压器解码，再搭建电机控制电路，先用六步换向让电机转起来证明驱动部分没问题，再学SVPWM算法，让SVPWM的电角度提前转子90度实现了开环控制，现在开始就要学怎么搞位置和速度闭环。

发表于 2024-5-19 13:46

coody 发表于 2024-5-19 10:07
首先根据电机的惯性确定一个PID周期（我一般做成可设置的周期），然后先用P，逐渐增大P到震荡，然后P缩小到 ...

我写的程序伺服环是10KHZ是固定的，现在P 不算大定位后还不会振荡，但是I稍微加一点就振荡，可能还是大了，因为10KHZ速度比较快，越过目标角度后I很快累加到最大限制，所以就振荡了，我再试试看看哪里的问题

发表于 2024-5-19 19:14

yjmwxwx 发表于 2024-5-19 13:46
我写的程序伺服环是10KHZ是固定的，现在P 不算大定位后还不会振荡，但是I稍微加一点就振荡，可能还是大了 ...

对于这个低速电机，10KHz的PID频率太快了。

@dirtwillfly · 发表于 2024-5-19 23:02

coody 发表于 2024-5-19 19:14
对于这个低速电机，10KHz的PID频率太快了。

等我明天改低点试试，我买了一本书，看书上位置控制是1KHZ的频率

发表于 2024-5-19 23:22

学敬一个方向，找个最难得

发表于 2024-5-20 06:43

路过学习了

发表于 2024-5-20 08:34

这个是在大山里面搞核武器吗？

自学电机控制总算实现了最简单位置闭环

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