Gustavo Ramirez
Controlador PID Genérico que se parametriza por medio de un encoder rotatorio- Sp (Set-point), Kp(Ganancia proporcional) ,Ki(Constante integral), Kd(Constante Derivativa), usa dos pulsadores adicionales
Dependencies: QEI TextLCD mbed
Este programa es un control PID genérico que se parametriza usando un encoder manual. Se puede ajustar. Set-Point Kp Ki Kd
Emplea el pulsador central del encoder para cambiar de parámetro y otro adicional para consolidar los parámetros y ejecutar el controlador
Se puede probar por medio de un sistema de primer orden conformado por una red RC. de 11K y un condensador de 22uF desde la salida hasta la entrada. que se ve en el mini protoboard de la figura siguiente
a continuación mostramos la respuesta del controlador PID a esos parámetros trabajando en lazo cerrado. que da cero error
Donde se ve, Error (Er), Medida(Me), Setpoint(Sp), Control o salida(Co) de voltaje.
Se aprecia la izquierda el encoder manual y en la entrada análoga se aplicó un anillo de ferrita o balum; ya que estas entradas análogas son muy sensibles al ruido.
Abajo se aprecia el esquemático. Las conexiones del LCD se deducen de los listados de programa y de la guia del CookBook de esta webb, en la parte de LCD.
Si quiere ver la respuesta del sistema a cambios de carga, coloque de forma temporal una resistencia de 100K en paralelo con el condensador de 22uF.
Bug del esquemático (intercambie los puertos de los dos pulsadores)
main.cpp
- Committer:
- tony63
- Date:
- 2016-04-24
- Revision:
- 1:058b8f5c135d
- Parent:
- 0:4e0dfcf0e7ce
File content as of revision 1:058b8f5c135d:
#include "mbed.h"
#include "QEI.h"
#include "TextLCD.h"
TextLCD lcd(PTB10, PTB11, PTE2, PTE3, PTE4, PTE5); // rs, e, d4-d7
QEI encoder (PTA13, PTD5, NC, 624);
AnalogIn y(PTB3);//entrada analoga
AnalogOut u(PTE30);//salida analoga OJO solo se le pueden drenar 1.5mA en circuitos use un Buffer
//si se ignora esto se arruina la FRDMKL25Z
DigitalOut led1(LED1);
DigitalOut led2(LED2);
DigitalOut led3(LED3);
DigitalIn button3(PTC16);//cambia ingreso de los 4 parametros
DigitalIn button4(PTC17);//termina y consolida valores de 4 parametros y sale del loop
//codigos movimiento del curzor
//int C1=0x0E; // solo muestra el curzor
int C2=0x18; // desplaza izquierda
int C3=0x1A; // desplaza derecha
int C4=0x0C; // quito cursor bajo
int C1=0x0F;
int cambio=0, diferencia=0;
float pid,o,ai,ad,ap,med,err;
float err_v;
int spnum=0,kinum=0,kpnum=0,kdnum=0,pos=1;
int main()
{
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("**Control PID**");
wait(2);
lcd.cls(); // Borrar Pantalla
lcd.writeCommand(C1);//escribimos un comando segun el manual del modulo LCD
lcd.locate(8,0);
lcd.printf("Kp=%d",kpnum);
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("Ki=%d",kinum);
lcd.locate(8,1);
lcd.printf("Kd=%d",kdnum);
lcd.locate(0,0);
lcd.printf("Sp=%d",spnum);
while(1)
{
//lcd.locate(8,0);
//lcd.printf("Kp=%d",encoder.getPulses());
//wait(.5);
diferencia=encoder.getPulses()-cambio;
cambio=encoder.getPulses();
if (diferencia==0)
{
//nada
}
else if(diferencia>0)
{
if(pos==1)
{
if(spnum+diferencia>=999)
{
spnum=999;
lcd.locate(3,0);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(3,0);
lcd.printf("%d", spnum);
}
else
{
spnum+=diferencia;
lcd.locate(3,0);
lcd.printf("%d", spnum);
}
}
else if(pos==2)
{
if(kpnum+diferencia>=999)
{
kpnum=999;
lcd.locate(11,0);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(11,0);
lcd.printf("%d", kpnum);
}
else
{
kpnum+=diferencia;
lcd.locate(11,0);
lcd.printf("%d", kpnum);
}
}
else if(pos==3)
{
if(kinum+diferencia>=999)
{
kinum=999;
lcd.locate(3,1);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%d", kinum);
}
else
{
kinum+=diferencia;
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%d", kinum);
}
}
else if(pos==4)
{
if(kdnum+diferencia>=999)
{
kdnum=999;
lcd.locate(11,1);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(11,1);
lcd.printf("%d", kdnum);
}
else
{
kdnum+=diferencia;
lcd.locate(11,1);
lcd.printf("%d", kdnum);
}
}
}
else if(diferencia<0)
{
if(pos==1)
{
if(spnum+diferencia<0)
{
//No ocurre nada
}
else
{
spnum+=diferencia;
lcd.locate(3,0);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(3,0);
lcd.printf("%d", spnum);
}
}
else if(pos==2)
{
if(kpnum+diferencia<0)
{
//No ocurre nada
}
else
{
kpnum+=diferencia;
lcd.locate(11,0);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(11,0);
lcd.printf("%d", kpnum);
}
}
else if(pos==3)
{
if(kinum+diferencia<0)
{
//No ocurre nada
}
else
{
kinum+=diferencia;
lcd.locate(3,1);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%d", kinum);
}
}
else if(pos==4)
{
if(kdnum+diferencia<0)
{
//No ocurre nada
}
else
{
kdnum+=diferencia;
lcd.locate(11,1);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(11,1);
lcd.printf("%d", kdnum);
}
}
}
if (!button3) //cambia la posicion de ingreso de parametros
{
led3 =!led3;
if(pos==4)
{
pos=1;
lcd.locate(3,0);
lcd.printf("%d", spnum);
}
else if (pos==1)
{
pos++;
lcd.locate(11,0);
lcd.printf("%d", kpnum);
}
else if(pos==2)
{
pos++;
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%d", kinum);
}
else if(pos==3)
{
pos++;
lcd.locate(11,1);
lcd.printf("%d", kdnum);
}
wait(0.25);
}
if (!button4)
{
break; //sale del bucle si pisan suiche4
}
wait(0.1);
}
//Transicion
lcd.writeCommand(C4);//escribimos un comando segun el manual del modulo LCD para quitar cursor bajo
lcd.cls(); //borra la pantalla
lcd.printf(" GUARDADOS!");
wait(1);
lcd.cls();
lcd.printf(" INICIA EL PID");
wait(1);
// se imprimen los parches del control *****************************************
lcd.cls();
lcd.printf("Er=%3.0f",err);
lcd.locate(8,0);
lcd.printf("Me=%3.0f",med);
lcd.locate(0,1);
lcd.printf("Sp=%3.0f",spnum);
lcd.locate(8,1);
lcd.printf("Co=%3.0f",pid);
wait(1);
// CICLO PRINCIPAL CONTROLADOR PID
lop1: med = y.read()*999;
err = (spnum-med); //se calcula el error
ap = kpnum*err*0.01f; //se calcula la accion proporcinal
ai =(kinum*err*0.01f)+ai; //calculo de la integral del error
ad = kdnum*(err-err_v)*0.01f; //calculo de la accion derivativa
pid = (ap+ai+ad);
// se verifica que pid sea positivo **************************************
if(pid<=0)
{
pid=0;
}
// se verifica que pid sea menor o igual la valor maximo *****************
if (pid > 999)
{
pid=999;
}
//se muestran las variables******************************************
lcd.locate(3,0);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(3,0);
lcd.printf("%3.0f",err);
lcd.locate(11,0);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(11,0);
lcd.printf("%3.0f",med);
lcd.locate(3,1);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(3,1);
lcd.printf("%d",spnum);
lcd.locate(11,1);
lcd.printf(" ");
lcd.locate(11,1);
lcd.printf("%3.0f",pid);
//Normalizacion de la salida
// se actualizan las variables *******************************************
err_v = err;
o = pid/999;
u.write(o);
// se envia el valor pid a puerto analogico de salida (D/A) **************
// se repite el ciclo
wait_ms(300);
goto lop1;
}