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BASIC4MCU | 질문게시판 | ATmegq128 PI 제어기 추가

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작성자 바밤 작성일2024-10-08 16:30 조회115회 댓글1건

본문

	

PI 제어기로 일정한 속도 11 rad/s로 유지하는 코드를 짜는 중입니다 

모터에 바퀴를 달거나 달지 않았을 때도 일정한 속도로 유지할 수 있게 소스코드를 짜봤는데

어디서 문제인지 잘 모르겠어요. 하이퍼터미널로 각속도를 재보면 80rad/s에서 유지하는데 속도 낮추는 법을 잘 모르겠어요

코드는 상관 없고 Kp, Ki를 계속 튜닝해야 하나요?

아님 코드가 잘못된 건가요..?

 

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <util/delay.h>

#include <stdio.h>

 

volatile int num = 0;  // 펄스 수

volatile unsigned int angular_velocity = 0;  // 각속도

 

int target_velocity = 11;  // 목표 각속도 11 rad/s

volatile float We = 0;     // 각속도 오차

volatile float We_int = 0; // 적분 오차

volatile float u = 0;      // 제어 신호 (PWM 듀티 사이클)

volatile float temp = 0;   // 이전 적분 값

 

float Kp = 1.0;  // 비례 이득

float Ki = 0.5;  // 적분 이득

 

volatile uint16_t pressure_value = 0;  // 압력 센서 값

 

// 적분 오차 제한 값

float We_int_max = 100.0;  // 적분 오차 최대값

float We_int_min = -100.0; // 적분 오차 최소값

 

// 포트 초기화

void port_Init() {

DDRA = 0xFF;  // 포트 A를 출력으로 설정

DDRB = 0xFF;  // 포트 B를 출력으로 설정 (PWM 신호 출력)

DDRD = 0x00;  // 포트 D를 입력으로 설정 (인터럽트 입력) encoder 신호

DDRC = 0xFF;  // 포트 C를 출력으로 설정 (모터 제어용)

PORTA = 0x01; // 포트 A 초기화

}

 

// 인터럽트 초기화

void int_Init() {

EICRA = 0x03; // INT0 인터럽트를 상승 엣지에서 트리거

EIMSK = 0x01; // INT0 인터럽트 활성화

}

 

// 타이머 1 초기화 (PWM 설정)

void timer1_Init() {

TCCR1A = 0x81; // 고속 PWM 모드, 비반전 모드

TCCR1B = 0x03; // 분주비 64 (PWM 신호 적절한 주파수로 설정)

TCNT1 = 0;     // 타이머1 카운터 초기화

}

 

// 타이머 3 초기화 (1초 간격)

void timer3_Init() {

TCCR3A = 0x00; // 비교 매치 모드 비활성화 (Normal 모드)

TCCR3B = 0x05; // 분주비 1024

TCNT3 = 49911; // 1초 후 오버플로우 발생하도록 설정

ETIMSK = 0x04; // 타이머 3 오버플로우 인터럽트 활성화

}

 

// UART 초기화

void usart_Init() {

UBRR0H = 0;           // 상위 바이트

UBRR0L = 103;         // 하위 바이트

UCSR0B = 0x18;        // 송신 가능, 수신 가능 설정

UCSR0C = 0x06;        // 데이터 비트 8비트, 패리티 없음, 1 스톱 비트 설정

}

 

// UART로 송신 함수

void usart_Transmit(unsigned char data) {

while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0))); // 송신 버퍼가 비어질 때까지 대기

UDR0 = data;                      // 데이터를 버퍼에 저장

}

 

// 문자열을 UART로 전송

void usart_Print(char* str) {

while (*str) {

usart_Transmit(*str++);

}

}

 

// 외부 인터럽트 0 서비스 루틴

ISR(INT0_vect) {

num++; // 펄스 수 증가

if (num == 1) {

timer3_Init();  // 첫 번째 펄스가 들어오면 타이머 3 시작

}

}

 

// 타이머 3 오버플로우 인터럽트 서비스 루틴

ISR(TIMER3_OVF_vect) {

char buffer[100];

 

// 각속도 계산 (7.48은 펄스 수를 rad/s로 변환하기 위한 상수)

angular_velocity = (7.48 * num);

 

// PI 제어기 적용

We = target_velocity - angular_velocity;    // 각속도 오차 계산

We_int = temp + We;                         // 적분 오차 계산

 

// 적분 오차 제한

if (We_int > We_int_max) {

We_int = We_int_max;

} else if (We_int < We_int_min) {

We_int = We_int_min;

}

 

u = Kp * We + Ki * We_int;                  // 제어 신호 계산

temp = We_int;                              // 적분 값 업데이트

 

// 제어 신호에 따라 PWM 듀티 사이클 업데이트 (최대/최소값 제한)

if (u > 255) {

u = 255;

} else if (u < 0) {

u = 0;

}

 

OCR1A = (uint16_t)u;  // 제어 신호를 PWM 값으로 변환

 

// 각속도 및 PWM 출력 확인용 메시지

snprintf(buffer, sizeof(buffer), "angular_velocity: %d.%d%d rad/s, PWM Output: %d\r\n",

angular_velocity / 100, angular_velocity % 100 / 10, angular_velocity % 10, (uint16_t)u);

usart_Print(buffer);

 

// 펄스 수 초기화 및 타이머 리셋

num = 0;

TCNT3 = 49911;

}

 

// 메인 함수

int main(void) {

port_Init();     // 포트 초기화

int_Init();      // 인터럽트 초기화

timer1_Init();   // 타이머 1 초기화

usart_Init();    // UART 초기화

sei();           // 글로벌 인터럽트 활성화

 

while (1) {

// 메인 루프에서 PWM 신호가 정상적으로 출력되는지 확인 가능

}

 

return 0;

}


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댓글 1

조회수 115

master님의 댓글

master 작성일

시리얼 통신에 많은 데이터를 전송하는 것 같은데요
9600bps는 1바이트에 약 1ms가 걸립니다.
이 시간을 줄이는 것이 좋습니다.
115200bps로 늘리세요

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