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​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,下面伟德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,由于微型伟德转速非常快,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。


智能小车


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。

微型减速电机


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。


齿轮减速电机


以上就是智能小车微型减速电机PID简单控制理论,更多有关微型伟德资讯,请继续关注伟德微电机。

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