PID- регулятор оборотов двигателя.

После публикации видео о регуляторе оборотов с обратной связью на ардуино, пришло много откликов.  Всем кто мне писал, давал советы, идеи,  и рекомендации я очень благодарен. С вашей помощью у меня получилось намного улучшить результат, достигнутый ранее, установив ПИД-регулятор.

Но возникли другие вопросы. Это порядок подбора нужных пид-коэффициентов.  И здесь мне снова нужна ваша поддержка. Методом перебора были выведены некие приемлемые  результаты, но от идеала они ещё очень далеки.

Какие изменения произошли в самой схеме. Изменён порядок подключения экрана. Это сделано для того, чтоб в дальнейшем нам было удобно спаять нашу ардуинку с экраном.

А вот и сама программа. Если нужно будет прокомментировать какую-нибудь строчку, спрашивайте.

Скачать можно здесь: https://drive.google.com/drive/folders/0B6x0JsiBUva0TTlESGdfTm11NWc?usp=sharing

#include       // библиотека экрана

LiquidCrystal lcd( 9,10,4, 5, 6, 7);   // пины экрана

#include 

//Define Variables we'll be connecting to

double Setpoint, Input, Output;

//Specify the links and initial tuning parameters

PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint,0.01,0.2,0.00005, DIRECT);

int AC_LOAD = 3;    // пин управления симистором

volatile int dimming = 130;  // время задержки от нуля   7 = максимально, 128 = минимально

volatile unsigned long time; // время в микросекундах срабатывания датчика нуля

unsigned long tims;           // переменная показаний времени

      

unsigned long currentTime;     //временные переменные для таймера экрана

unsigned long loopTime;

int obMax = 6000;         //ввести максимальные обороты

int obMin = 200;          //ввести минимальные обороты

float kImp = 120;          //ввести кол-во импульсов на 10 оборотов

int ogrmin =  70 ;         // ограничение симистора на минимальных оборотах.

int minzn = 115;           //  минимальное значение симмистора на котором начинается вращение.

unsigned long makim;

unsigned long minim;

volatile int holl = 0;    //переменная  срабатывания датчика

volatile long prOb = 0;   //предвар реальн обороты

volatile long rOb = 0;    // реальные обороты

volatile int sp = 0;           //переменная суммы срабатываний датчика

volatile unsigned int int_tic;    //переменные для подсчёта времени между импульсами.

volatile unsigned long tic;

volatile int t = 0;               //минимальное время импульсов +1

void setup()

{

  myPID.SetMode(AUTOMATIC);

  makim = obMax * (kImp/10);

  minim = obMin * (kImp/10);

  t = (15000/minim)+3;       //высчитываем минимальное время импульсов +1

  pinMode(AC_LOAD, OUTPUT);        // назначаем выходом

  attachInterrupt(0, zero_crosss_int, RISING);  // прерывание по пину 2

  

  lcd.begin(16, 2);          //дисплей 16символов 2строчки

  lcd.setCursor(0,0);

lcd.write("R:");  //в верхней строке выводим время задержки

lcd.setCursor(0,1); 

lcd.write("t:");  // В нижней выводим показания датчика

 lcd.setCursor(7,0);

lcd.write("S:");  //в верхней строке будем выводить требуемые обороты

lcd.setCursor(7,1); 

lcd.write("S:");  // В нижней выводим фактические обороты

pinMode (8,INPUT); // вход сигнала ICP( №8 only для atmega328)

//настройка 16 бит таймера-счётчика 1

TCCR1B = 0; TCCR1A = 0; TCNT1 = 0;

TIMSK1 = (1<

TCCR1B = (1<

}

ISR (TIMER1_CAPT_vect) { //прерывание захвата сигнала на входе ICP1

tic= ((uint32_t)int_tic<<16 span="">подсчёт тиков

ICR1=0; int_tic=0; TCNT1=0;

sp = sp +1 ;  // для подсчёта оборотов в минуту.

holl =holl+ 1;}   // после каждого срабатывания датчика холл+1

ISR (TIMER1_OVF_vect) { //прерывание для счёта по переполнению uint

int_tic++; //считать переполнения через 65536 тактов

if (int_tic > t) {tic=0; int_tic=0;} //если на входе пусто более минимального времени то обнулить счётчики

if (int_tic > 500) {dimming =130;}    // если стоим 2 секунды, то сбрасываем напряжение.

}                                                 

// the interrupt function must take no parameters and return nothing

void zero_crosss_int()  // function to be fired at the zero crossing to dim the light

{

  time = micros();

 

}

void loop()  {

 

 int val = analogRead(A0);

 Setpoint =map(val, 0, 1023, minim, makim); //Приводим показания регулятора к минимальным и максимальным оборотам

 int ogr =map(val, 0, 1023, ogrmin, 7);

         prOb = 60000000/(tic * 0.0625 );  //Высчитываем частоту в минуту по показаниям датчика

         if( prOb > 0){             //проверяем на соответствие.      

           rOb = prOb ;              //если нормально, записываем в переменную

         

         }

         else {}

if (val > 0){                  //   если регулятор больше 0

  if ( holl>=1){               // если сработал датчик

Output = constrain ( Output , 0, 250);

Input = rOb;

  

myPID.Compute();    

     

dimming = map(Output, 0, 250, minzn, ogr);

holl=0;

         

         }

          else {}

         

       if (tic ==0){              // если двигатель не вращается

           dimming = 80 ; //  время задержки = 100 подбираем опытным путём

           }

        else {}

       

       }

    else {

       dimming =130;      //Если регулятор на 0 то время задержки 130

       if (tic ==0) rOb = 0;

      }

    

    dimming = constrain(dimming,7,130) ; //  Следим чтоб время задержки было не меньше 7 и не больше 130

    int dimtime = (75*dimming);    // For 60Hz =>65   

    tims = micros();                           // считываем время, прошедшее с момента запуска программы

  if(tims >= (time + dimtime)){       //если время больше или равно времени срабатывания нуля + время задержки

 

  digitalWrite(AC_LOAD, HIGH);   // открываем симистор

  delayMicroseconds(10);         // задержка 10 микросекунд (для 60Hz = 8.33)

  digitalWrite(AC_LOAD, LOW);    // выключаем сигнал на симистор.

  }

  else {}

 

   

      // Для вывода значений на дисплей 2 раз в секунду

     

   currentTime = millis();                           // считываем время, прошедшее с момента запуска программы

  if(currentTime >= (loopTime + 500)){              // сравниваем текущий таймер с переменной loopTime + 0,5 секунд

   

        // выводим показания датчика

   

    lcd.setCursor(2,0);

    lcd.print(dimming);

    lcd.print("  ");     // выводим время задержки на экран.

    lcd.setCursor(2,1);

    lcd.print(val);

    lcd.print("  ");

    lcd.setCursor(9,0);

    lcd.print(map(val, 0, 1023, obMin, obMax));

    lcd.print("       ");     // выводим нужные обороты на экран.

   

     lcd.setCursor(9,1);

   

lcd.print (int (sp*(1200/kImp)));     // выводим средние обороты на экран.

lcd.print("       ");

sp = 0;

    loopTime = currentTime;                         // в loopTime записываем новое значение

  }

}