三路电感电磁循迹小车，PID循迹代码

<think>好的，用户想要寻找用于三路电感电磁循迹小车的PID循迹代码示例，特别是针对微控制器的。首先，我需要回忆一下PID控制的基本原理，以及它在电磁循迹中的应用。三路电感通常指的是三个电感传感器，用于检测路径上的磁场变化，从而确定小车的位置偏差。 接下来，我应该考虑如何将这三个传感器的信号转换为一个误差值。常见的方法可能包括加权平均或者比较三个电感值的差异。比如，中间电感作为基准，左右电感的差值用来计算偏差。然后，这个偏差输入到PID控制器中，计算出控制量，调整电机的转速或转向。 然后，我需要参考用户提供的引用内容。引用[1]提到电路设计中将数字地和模拟地隔离，这可能影响信号采集的稳定性，所以在代码中可能需要考虑ADC采集的滤波处理。引用[2]和[3]提到使用STM32和HAL库开发，PID控制以及电磁循迹的实现，这提示用户可能使用的是STM32系列单片机，代码可能需要基于HAL库编写。 用户可能需要具体的代码示例，包括ADC读取电感值、误差计算、PID算法实现以及电机控制部分。需要注意代码的结构，比如是否需要使用FreeRTOS，如引用[3]提到的，但用户没有明确说明，所以可能需要提供基本的轮询或中断方式。 另外，需要考虑PID参数的调整，用户可能需要指导如何调试Kp、Ki、Kd参数。比如通过实验法或试凑法，或者引用[2]中提到的使用示波器调试，但用户可能没有示波器，所以需要给出一些实用的调试技巧。 最后，确保代码示例符合常见的编程规范，比如模块化设计，注释清晰，方便用户理解和修改。同时，提醒用户根据实际硬件连接调整引脚和参数，比如电感传感器的ADC通道，电机驱动的PWM设置等。</think>以下是为三路电感电磁循迹小车设计的PID循迹代码框架及原理说明，基于STM32 HAL库开发： ### 一、核心算法原理 三路电感通过测量电磁场强度差异获取路径偏差，误差计算公式： $$E = \frac{(L - R)}{(L + C + R)}$$ 其中$L$,$C$,$R$为左中右电感值，通过PID控制实现偏差修正[^3] ### 二、代码实现框架 ```c // 定义PID结构体 typedef struct { float Kp, Ki, Kd; float integral; float prev_error; } PID_Controller; // 三路ADC采集(示例使用STM32CubeMX配置) #define INDUCTOR_L hadc1 // 左电感ADC #define INDUCTOR_C hadc2 // 中电感ADC #define INDUCTOR_R hadc3 // 右电感ADC uint16_t adc_values[3]; void Read_Inductors() { HAL_ADC_Start(&INDUCTOR_L); adc_values[0] = HAL_ADC_GetValue(&INDUCTOR_L); HAL_ADC_Start(&INDUCTOR_C); adc_values[1] = HAL_ADC_GetValue(&INDUCTOR_C); HAL_ADC_Start(&INDUCTOR_R); adc_values[2] = HAL_ADC_GetValue(&INDUCTOR_R); } // PID计算函数 float PID_Compute(PID_Controller* pid, float error) { float derivative = error - pid->prev_error; pid->integral += error; float output = pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative; pid->prev_error = error; return output; } // 电机控制示例 void Motor_Control(float pid_output) { // 基础差速控制 int16_t left_speed = BASE_SPEED + pid_output; int16_t right_speed = BASE_SPEED - pid_output; // PWM限幅 left_speed = constrain(left_speed, 0, MAX_PWM); right_speed = constrain(right_speed, 0, MAX_PWM); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, left_speed); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_2, right_speed); } // 主循环 int main(void) { PID_Controller pid = {0.8, 0.01, 0.05}; // 初始参数 while(1) { Read_Inductors(); float error = (adc_values[0]-adc_values[2])/(adc_values[0]+adc_values[1]+adc_values[2]); float adjust = PID_Compute(&pid, error); Motor_Control(adjust); HAL_Delay(10); // 10ms控制周期 } } ``` ### 三、关键参数调试建议 1. **电感布局**：建议横向间距15-20mm，纵向距地面10-15mm[^3] 2. **PID初始参数**： - $K_p$: 0.5-1.2（响应速度） - $K_i$: 0.005-0.02（消除静差） - $K_d$: 0.03-0.1（抑制震荡） 3. **信号处理**：建议添加滑动平均滤波 ```c #define FILTER_SIZE 5 float moving_avg_filter(float new_val) { static float buffer[FILTER_SIZE]; static uint8_t index = 0; buffer[index] = new_val; index = (index+1) % FILTER_SIZE; float sum = 0; for(uint8_t i=0; i<FILTER_SIZE; i++){ sum += buffer[i]; } return sum/FILTER_SIZE; } ```