飞思卡尔光电组原理图+PCB+应用笔记

飞思卡尔光电组原理图包括：CCD传感器、按键电路、LCD液晶屏显示电路、电源部分、电机驱动、速度检测、控制器等。

见截图：

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** 舵机PWM调速频率为300HZ。

** 电机PWM调速频率为10KHZ。

** 舵机角度控制精确到1.5度是合适的。

** 舵机控制一般采用PD控制。（非线性设计）

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位置型PD控制

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

out_p=Kp*perror[2]/20 //计算比例项，20为控制周期

out_d[2]=Kd*(perror[2]-perror[1])/20 //计算微分项

out[2]=out_p+out_d[2]+center_conter; //由于舵机转角受限，所以注意输出量的限制

perror[1]=perror[2]; //保存上次的误差

out_d[1]=out_d[2]; //保存上次微分环节的值

其中Kp是比例系数；out[2]是舵机的调节量；Kd是微分系数；peeror[2]是本次信号采集计算出的误差；perror[1]是上次信号采集计算出的误差；center_conter是舵机的中心位置的计数值。

非线性PD算法

其中out_p为比例项输出；当-20<perror[2]<20时作为死区，不进行调节；当-100<perror[2]<-20或者20<perror[2]<100时，比例系数Kp1=0.5;当perror[2]<-100或者perror[2]>100时，比例系数Kp2=1.33。这样即实现了系统在小偏差时缓慢的调节，也可以保证当遇到弯道，产生较大的偏差时，舵机能够迅速动作。具体的软件实现如下：

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;

}

微分部分的非线性由类似方法实现。

***********************************************PID调节经验************************************

(1) 确定比例系数Kp

确定比例系数Kp 时，首先去掉PID 的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为

纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60％～70％，比例系数Kp 由0 开始逐渐增

大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例系数Kp 逐渐减小，直至系统振荡消失。

记录此时的比例系数Kp，设定PID 的比例系数Kp 为当前值的60％～70％。

(2) 确定积分时间常数Ti

比例系数Kp 确定之后，设定一个较大的积分时间常数Ti，然后逐渐减小Ti，直至系统出现

振荡，然后再反过来，逐渐增大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID 的积分

时间常数Ti 为当前值的150％～180％。

(3) 确定微分时间常数Td

微分时间常数Td 一般不用设定，为0 即可，此时PID 调节转换为PI 调节。如果需要设定，

则与确定Kp 的方法相同，取不振荡时其值的30％。

(4) 系统空载、带载联调

对 PID 参数进行微调，直到满足性能要求。