STM32直流电机PID控制 实现功能：直流电机转数PID闭环控制；控制板是stm32f103单片机，板载有液晶显示屏，实时的显示设定值、实际转数的曲线；霍尔传感器检测电机的转数，PID算法使用位置方式，PWM脉宽控制L298N的电压输出，最终实现闭环PID功能。 主要部件： 1：主控制器STM32F130C8T6； 2：128×160液晶显示屏； 3：25GA-260编码器减速电机 是工程文件，说明文档 只是资料
最近在搞一个直流电机转速闭环控制的项目，主控用的STM32F103C8T6。这玩意儿虽然便宜但性能足够，搭配L298N电机驱动模块能直接输出PWM波控制电机。关键是要实现PID算法闭环，还得在液晶屏上实时画曲线，这过程真是一波三折。
先说说霍尔编码器的处理。我用的25GA-260减速电机自带霍尔输出，AB相脉冲信号接在TIM3的CH1和CH2引脚。配置定时器的编码器模式相当重要：
void Encoder_Init(void){ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising); TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure); TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 6; //10阶滤波防抖 TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); }这里用硬件计数比软件中断可靠多了，特别注意滤波器设置——电机运行时震动会产生毛刺，实测滤波值6刚好能稳定计数。每隔100ms通过TIM_GetCounter()读取计数值后要立即清零计数器，这操作最好放在定时器中断里同步处理。
PID算法采用位置式，结构体定义得实用点：
typedef struct{ float SetSpeed; float ActualSpeed; float Err; float ErrLast; float Kp,Ki,Kd; float Integral; float Output; }PID; void PID_Calc(PID *pid){ pid->Err = pid->SetSpeed - pid->ActualSpeed; pid->Integral += pid->Err; //积分限幅防止过冲 if(pid->Integral > 2000) pid->Integral = 2000; if(pid->Integral < -2000) pid->Integral = -2000; pid->Output = pid->Kp * pid->Err + pid->Ki * pid->Integral + pid->Kd * (pid->Err - pid->ErrLast); pid->ErrLast = pid->Err; }实际调试时发现积分项必须限幅，否则启动瞬间误差积累太猛会导致PWM直接满占空比。参数整定过程最头大，先用试凑法：先调P到电机能勉强稳住，再加D抑制震荡，最后补点I消除静差。后来改用临界比例法，找到等幅振荡时的Ku=12.5，Tu=0.22s，按Z-N公式算出的参数确实省事不少。
STM32直流电机PID控制 实现功能：直流电机转数PID闭环控制；控制板是stm32f103单片机，板载有液晶显示屏，实时的显示设定值、实际转数的曲线；霍尔传感器检测电机的转数，PID算法使用位置方式，PWM脉宽控制L298N的电压输出，最终实现闭环PID功能。 主要部件： 1：主控制器STM32F130C8T6； 2：128×160液晶显示屏； 3：25GA-260编码器减速电机 是工程文件，说明文档 只是资料
液晶显示用的是ST7735驱动芯片，直接上DMA刷屏：
void LCD_DrawCurve(uint16_t *buf, uint16_t color){ static uint16_t prev_y = 0; for(uint8_t x=0; x<128; x++){ uint16_t y = 160 - buf[x]/65; //转速映射到Y轴 LCD_DrawLine(x-1, prev_y, x, y, color); prev_y = y; } }这里有个坑——屏幕刷新率要和数据采样率匹配。开始直接每秒刷60帧，结果曲线闪得眼晕。后来改双缓冲机制，前台显示完成帧，后台准备下一帧数据，效果顺滑多了。
最后PWM输出到L298N部分，注意死区时间设置：
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //设置死区时间防止上下管直通 TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0x3F; TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure);调试时烧过两次L298N，后来发现是死区时间不够。电机堵转时电流飙升，必须加装电流检测，超过阈值直接关断PWM输出才保住驱动模块。
整完这套系统，最大的体会是硬件和软件得协同调试——PID参数纸上算得再完美，实际电机惯性带来的滞后足够让理论值失效。后来在液晶屏上叠加显示目标曲线和实际曲线，边调参边观察响应，比单纯看数据直观多了。
