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)
Diff: main.cpp
- Revision:
- 0:4e0dfcf0e7ce
- Child:
- 1:058b8f5c135d
diff -r 000000000000 -r 4e0dfcf0e7ce main.cpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/main.cpp Fri Apr 22 23:11:38 2016 +0000
@@ -0,0 +1,326 @@
+#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(PTB0);//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 err, med, yr, pid, ap, ai, ad, err_v, cambio=0, diferencia=0;
+float pidn;
+int spnum=0,kinum=0,kpnum=0,kdnum=0,pos=1;
+int flagt=0;
+Timer t;
+
+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>=9999)
+ {
+ spnum=9999;
+ 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>=9999)
+ {
+ kpnum=9999;
+ 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>=9999)
+ {
+ kinum=9999;
+ 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>=9999)
+ {
+ kdnum=9999;
+ 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=%d",err);
+ lcd.locate(8,0);
+ lcd.printf("Me=%d",med);
+ lcd.locate(0,1);
+ lcd.printf("Sp=%d",spnum);
+ lcd.locate(8,1);
+ lcd.printf("Co=%d",pid);
+ wait(2);
+
+// CICLO PRINCIPAL CONTROLADOR PID
+ flagt=0;
+ while(1)
+ {
+ med=999*y.read(); //leer puerto analogo y asignar a med
+ err = (spnum-med); //se calcula el error
+
+ ap = kpnum*err; //se calcula la accion proporcinal
+
+ // se verifica que la accion integral no sea muy grande
+ if(ai<100)
+ {
+ ai =(kinum*err)+ai; //calculo de la integral del error
+ }
+
+ ad = kdnum*(err-err_v); //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 actualizan las variables *******************************************
+ err_v = err;
+
+ //se muestran las variables******************************************
+ if(flagt==0)
+ {
+ t.start();
+ flagt=1;
+ }
+ if(t>=0.3)
+ {
+ lcd.locate(3,0);
+ lcd.printf(" ");
+ lcd.locate(3,0);
+ lcd.printf("%d",err);
+ lcd.locate(11,0);
+ lcd.printf(" ");
+ lcd.locate(11,0);
+ lcd.printf("%d",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("%d",pid);
+ flagt=0;
+ t.reset();
+ }
+
+ //Normalizacion de la salida
+ pidn=pid/999;
+ // se envia el valor pid a puerto analogico de salida (D/A) **************
+ u.write(pidn);
+ // se repite el ciclo
+ wait(0.005);
+ }
+}