​智能小车微型减速电机PID简单控制理论

在智能小车中，会用到微型减速电机带动车轮旋转，微型减速电机需要有正反转控制，下面天孚微电机介绍智能小车微型减速电机PID简单控制理论。

首先普及下，为什么智能小车需要用微型减速电机，由于微型直流电机转速非常快，每分钟几千到几万转不等，但是在高转速的状态下，微电机的扭矩非常小，无法带动智能小车的车轮，会导致微电机堵转，所以需要用到齿轮减速箱（牙箱）来将转速降低，加大扭力，原理是在微电机输出轴上负载小齿轮，然后带动大齿轮，在加上小齿轮与大齿轮，齿轮组越多，扭力则会越大，转速也会越低。减速机常见有齿轮减速、涡轮蜗杆减速、行星减速等。齿轮减速结构简单，成本也低在智能小车驱动中非常常见，精密行星减速机结构精细、效率高、但是价格偏高，至于涡轮蜗杆减速机在智能小车上几乎不会用到。

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智能小车需要精准调速，所以会用到编码器，主要作用是通过测定微型减速电机的磁场变化来确定偿电机的转速，一般用霍尔磁力编码器。单片机（也就是微控制器）通过四倍频的方式读取编码器的型号，A、B俩相是俩个相位不同的正弦波，设置跳沿中断，在俩正弦波的上升沿和下降沿都产生中断，就可由此读取角度或者角速度信息。在32等单片机上，定时器就有编码器模式，可以通过硬件技术自动四分频，只需要设置一些寄存器的位即可。

微型减速电机离散PID控制，因为智能小车微型减速电机的数据需要连续的，但是数据采样的频率无法无限高，所以需要模拟调节器来进行离散化处理，如输出频率为200khz第5ms输出一次的话，那么计算周期小于5ms就没有任何意义的，但是如采用10ms为一个计算周期的话，只需要根据采样的偏差时刻来计算控制量。

PID有两个非常重要的前提：在采样时间短的状态下，用一介差分来代替一介微分；用累加代替积分。根据编码器脉冲累加测量电机得位置信息，并与目标值进行比较，得到控制偏差，然后通过对偏差的比例、积分、微分进行控制。

PID的三个重要指标：稳定性、快速性、准确性

速度PID：速度闭环控制是根据单位时间获取的脉冲数（M法测速）测量电机的速度信息，并与目标值进行比较，得到控制偏差，然后通过对偏差的比例、积分、微分进行控制，使偏差趋向于零的过程。

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