飛思卡爾光電組原理圖+PCB+應(yīng)用筆記

飛思卡爾光電組原理圖包括：CCD傳感器、按鍵電路、LCD液晶屏顯示電路、電源部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、速度檢測(cè)、控制器等。

見截圖：

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** 舵機(jī)PWM調(diào)速頻率為300HZ。

** 電機(jī)PWM調(diào)速頻率為10KHZ。

** 舵機(jī)角度控制精確到1.5度是合適的。

** 舵機(jī)控制一般采用PD控制。（非線性設(shè)計(jì)）

*************************************位置型PD控制 ********************************************

位置型PD控制

perror[2]=(width[2]-width[4])/2;

out_p=Kp*perror[2]/20 //計(jì)算比例項(xiàng)，20為控制周期

out_d[2]=Kd*(perror[2]-perror[1])/20 //計(jì)算微分項(xiàng)

out[2]=out_p+out_d[2]+center_conter; //由于舵機(jī)轉(zhuǎn)角受限，所以注意輸出量的限制

perror[1]=perror[2]; //保存上次的誤差

out_d[1]=out_d[2]; //保存上次微分環(huán)節(jié)的值

其中Kp是比例系數(shù)；out[2]是舵機(jī)的調(diào)節(jié)量；Kd是微分系數(shù)；peeror[2]是本次信號(hào)采集計(jì)算出的誤差；perror[1]是上次信號(hào)采集計(jì)算出的誤差；center_conter是舵機(jī)的中心位置的計(jì)數(shù)值。

非線性PD算法

其中out_p為比例項(xiàng)輸出；當(dāng)-20<perror[2]<20時(shí)作為死區(qū)，不進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)-100<perror[2]<-20或者20<perror[2]<100時(shí)，比例系數(shù)Kp1=0.5;當(dāng)perror[2]<-100或者perror[2]>100時(shí)，比例系數(shù)Kp2=1.33。這樣即實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在小偏差時(shí)緩慢的調(diào)節(jié)，也可以保證當(dāng)遇到彎道，產(chǎn)生較大的偏差時(shí)，舵機(jī)能夠迅速動(dòng)作。具體的軟件實(shí)現(xiàn)如下：

if(perror[2]>-20&&perror[2]<20) out_p = 0;

else

{

if(perror[2]>20&&perror[2]<100) out_p = perror[2]/2-10;

if(perror[2]>-100&&perror[2]<-20) out_p = perror[2]/2+10;

if(perror[2]>=100) out_p = perror[2]*4/3-100;

if(perror[2]<=-100) out_p = perror[2]*4/3+100;

}

微分部分的非線性由類似方法實(shí)現(xiàn)。

***********************************************PID調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)************************************

(1) 確定比例系數(shù)Kp

確定比例系數(shù)Kp 時(shí)，首先去掉PID 的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，可以令Ti=0、Td=0，使之成為

純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60％～70％，比例系數(shù)Kp 由0 開始逐漸增

大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過來，從此時(shí)的比例系數(shù)Kp 逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。

記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp，設(shè)定PID 的比例系數(shù)Kp 為當(dāng)前值的60％～70％。

(2) 確定積分時(shí)間常數(shù)Ti

比例系數(shù)Kp 確定之后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)Ti，然后逐漸減小Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)

振蕩，然后再反過來，逐漸增大Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的Ti，設(shè)定PID 的積分

時(shí)間常數(shù)Ti 為當(dāng)前值的150％～180％。

(3) 確定微分時(shí)間常數(shù)Td

微分時(shí)間常數(shù)Td 一般不用設(shè)定，為0 即可，此時(shí)PID 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為PI 調(diào)節(jié)。如果需要設(shè)定，

則與確定Kp 的方法相同，取不振蕩時(shí)其值的30％。

(4) 系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)

對(duì) PID 參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直到滿足性能要求。