当你接到一个控制任务，比如需要控制电机的转速，并支持动态快速调整转速，电机的转速可以实时获取。然后开始网上一顿搜索，搜索结果大致如下所述。
在自动控制领域中，PID 控制算法是一种非常常见且有效的控制算法，用于实现闭环控制系统中的精确控制。PID 控制器由三个组成部分构成：比例 (P)、积分 (I) 和微分 (D)。每个部分都有其特定的功能，共同作用于系统的输出以达到期望的设定值。
PID 控制算法的基本公式如下：
其中：
( u(t) ) 表示控制器的输出。
( e(t) ) 表示误差信号，即设定值与实际值之间的差值。
( K_p ) 是比例增益。
( K_i ) 是积分增益。
( K_d ) 是微分增益。
各组成部分的作用
1.比例项 (P):
•比例项直接与误差成正比。
•它可以快速响应误差的变化。
•比例项的系数 ( K_p ) 影响系统的响应速度和稳定性。
2.积分项 (I):
•积分项随着时间累积误差。
•它有助于消除静态误差（即当系统稳定时仍存在的误差）。
•积分项的系数 ( K_i ) 影响系统的最终精度。
3.微分项 (D):
•微分项考虑误差的变化率。
•它可以预测未来的误差变化趋势，并提前做出调整。
•微分项的系数 ( K_d ) 影响系统的动态性能，尤其是抗扰动的能力。
看完上述理论公式是否有点不知所措？要实际使用要怎么实现呢？多年前我曾经按照上述公式，写过代码并调试，但实际工程使用效果并不理想（很容易过冲，也就是加速时电机转速容易超过设定转速），参数比较难确定，而且如果换了电机需要重调参数。（这里也可能是我没有找到调试的最优方案，感兴趣的同学可以深入研究，评论区交流）
言归正传，后来又有幸接触到一个项目需要控制电机转速，就换了设计思路，大致流程是：
Step1 获取到当前的实时转速和当前设置的PWM占空比（一般调节速度使用PWM）
Step2 比较当前转速和目标转速的大小，如当前转速小于目标转速则进入加速流程。反之则进入减速流程
加速流程：
计算当前转速和目标转速相差的绝对值，根据不同的绝对值区间，再当前占空比数值上调大不同数值。
减速流程：
计算当前转速和目标转速相差的绝对值，根据不同的绝对值区间，再当前占空比数值上调小不同数值。
以下是调速的核心代码片段，工程实测可用，而且调速比较平滑，前提是需要以最快速度轮询。
注，以下duty取值范围是0~10000，需要换算到占空比的0%~100%
{
//轮询所有需要调节的电机通道
for(i=0;i<PWM_MAX_CHN_NUM;i++)
{
{
uint16_t CurDuty; //当前占空比
//等待获取当前实际转速
while(Bsp_WheelSpeedGet(i, &RpmList[i]) == FALSE);
CurDuty = HalPwmDutyGet(i);
{
uint16_t CurDuty;
uint16_t DevSpeed;
//CarWeelSpeedList是各通道目标转速
if(RpmList[i] <= CarWeelSpeedList[i])//加速状态
{
DevSpeed = CarWeelSpeedList[i] - RpmList[i]
//速度调节完成
if(DevSpeed < CAR_DEV_BUT_OK_SPEED) {
continue;
}
//根据速度差距采取不同的速度调整策略
if(DevSpeed <= 100)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty+1);
}
else if(DevSpeed <= 500)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty+10);
}
else if(DevSpeed <= 1000)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty+100);
}
else if(DevSpeed <= 2000)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty+200);
}
else
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty+300);
}
}
else //加速过快导致速度超过目标速度 或 减速
{
DevSpeed = RpmList[i] - CarWeelSpeedList[i];
//速度调节完成
if((DevSpeed < CAR_DEV_BUT_OK_SPEED) ||(CurDuty == 0))
{
//目标速度为0
if(CarWeelSpeedList[i] == 0) {
bspPwmDutySet(i,0);
}
continue;
}
if(DevSpeed <= 120)
{
if(CurDuty)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-1);
}
//此处有可能让占空比为0
if(CarWeelSpeedList[i] == 0)//目标速度为0
{
bspPwmDutySet(i,0);
}
}
else if(DevSpeed <= 500) //速度差距较小
{
if(CurDuty > 10)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-10);
}
}
else if(DevSpeed <= 1000)
{
if(CurDuty > 100)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-100);
}
else
{
bspPwmDutySet(i,(CurDuty >> 1)+10);
}
}
else //速度差距较大
{
if(CurDuty > 300)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-300);
}
else if(CurDuty > 200)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-200);
}
else if(CurDuty > 100)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-100);
}
else if(CurDuty > 50)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-50);
}
else
{
if(CurDuty > 10)
{
bspPwmDutySet(i,CurDuty-10);
}
else
{
bspPwmDutySet(i,(CurDuty >> 1)+1);
}
}
}
}
}
}
}
}
以上代码中，前提条件是系统任务不能太重，上叙流程需要以每10ms左右轮询一次。
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标签：DevSpeed,PID,CurDuty,else,调速,调试,占空比,转速,bspPwmDutySet From： https://blog.csdn.net/weixin_44159326/article/details/140796718