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6020角度双环控制一种用于电机控制的策略

java 2025/8/25 11:03:15

6020角度双环控制是一种用于电机控制的策略，主要用于精确控制电机的角度位置。以下是关于6020角度双环控制的详细信息：

工作原理

6020角度双环控制由两个反馈环组成：角度环和速度环。

角度环（外环）：角度环的主要任务是控制电机的最终位置。通过比较目标角度和实际角度的差值，角度环PID控制器计算出一个速度指令，作为速度环的输入。
速度环（内环）：速度环根据角度环给出的速度指令，控制电机的实际转速。速度环PID控制器会根据速度差值调整电机的电流，从而实现快速且稳定的转速控制。

控制流程

设置目标角度：根据实际应用需求，设定电机需要达到的目标角度。
角度反馈更新：通过电机内置的角度传感器，实时获取电机的当前角度，并更新角度环的反馈值。
角度PID计算：角度环PID控制器根据目标角度和当前角度的差值，计算出一个速度指令。
速度PID计算：速度环PID控制器根据角度环给出的速度指令和电机当前的实际转速，计算出电机需要的电流。
电机驱动：根据速度环PID控制器的输出，驱动电机以相应的速度转动，最终使电机达到目标角度。

代码示例

以下是一个简单的6020角度双环控制的代码示例：

manipulator_motor_pid[i].AnglePID.target=30;//degree
update_angle(&manipulator_motor_pid[i]._angle,motor_manipulator[i].angle);
pid_calc(&manipulator_motor_pid[i].AnglePID);manipulator_motor_pid[i].SpeedPID.target=manipulator_motor_pid[i].AnglePID.total_out;
manipulator_motor_pid[i].SpeedPID.current=motor_manipulator[i].speed_rpm;
pid_calc(&manipulator_motor_pid[i].SpeedPID);/*位置pid算法*/
void pid_calc(_pid* pid){pid->e =pid->target-pid->current;//倍数pid->p_out=(int32_t)(pid->Kp*pid->e);//积分分离if(fabs(pid->e)<I_Band){//积分pid->i_out +=(int32_t)(pid->Ki*pid->e);//积分限幅limit(&(pid->i_out),pid->IntegralLimit);}else{pid->i_out=0;}pid->d_out=(int32_t)(pid->Kd*(pid->e-pid->last_e));pid->total_out=pid->p_out+pid->i_out+pid->d_out;//pid 输出限幅limit(&(pid->total_out),pid->MaxOutput);pid->last_e=pid->e;}/*角度更新*/
void update_angle(motor_angle* _angle, uint16_t angle_fb){_angle->encoder=angle_fb;if(_angle->encoder_is_init){if(_angle->encoder-_angle->last_encoder>4096){_angle->round_cnt --;}else if(_angle->encoder-_angle->last_encoder<-4096){_angle->round_cont++;}}else{_angle->encoder_offset=_angle->encoder;_angle->encoder_is_init=1;}_angle->angle_offset=_angle->encoder_offset /8192.of *360.of;_angle->last_encoder= _angle->encoder;_angle->total_encoder=_angle->round_cnt *8192+_angle->encoder-_angle->encoder_offset;_angle->angle=_angle->total_encoder / 8192.0f * 360.0f;
}