NOBのArduino日記!

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趣味は車・バイク・自転車・ラジコン・電子工作です。

PID_v1.hライブラリ(SetTunings関数の使い方)

■SetTunings関数
 PID_v1.hライブラリのSetTunings関数は、作成されたPIDコントローラーのパラメータ(Kp、Ki、Kd)を再設定します。PIDコントローラーが作成されると、Tuningsの初期値が指定されます。ほとんどの場合にはこれで十分ですが、実行中にパラメータを変更する必要が生じた場合には、この関数を呼び出してパラメータを再設定する事が出来ます。

■使用例
 Arduino IDEで使用するSetMode関数の使用例は以下の通りです。試しにこのプログラムをArduino UNOで実行すると、ユーザー定義したPID関数(今回はmyPID)にPID制御に必要な変数とパラメータを設定します。setupでSetMode関数を使用し、デフォルトの「MANUAL」から「AUTOMATIC」モードに変更します。SetTunings関数で再度パラメータを初期値(Kp0.04,Ki0.04,Kd0.04)から(Kp0.05,Ki0.05,Kd0.05)変更します。(あまり意味がありませんが)
 3番ピンで発生したPWM信号を直結された2番ピンで測定し、その結果から3番ピンの出力を、設定したDuty比70.6%(180)に近づく様にPIDアルゴリズムを含むCompute関数で求め出力します。また上記と合わせて、現在の入力値(input)と、出力値(output)が図1の様にPCのシリアルモニタ上に出力されます。

/*NOBのArduino日記!_PID制御!SetTunings編_20170407*/
#include <PID_v1.h>
double Setpoint, Input, Output;
PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, 0.04, 0.04, 0.04, DIRECT); //初期値設定

// PWMのD比測定
volatile float Duty;
volatile unsigned long UpNew, UpOld, DownNew, DownOld;
void SUB() {
  if (digitalRead(2) == LOW) {
    DownOld = DownNew; DownNew = micros();
    Duty = ((DownNew - UpNew) * 1000) / ((UpNew - UpOld)) * 0.1;
  }
  else {
    UpOld = UpNew; UpNew = micros();
    Duty = ((DownNew - UpOld) * 1000) / (UpNew - UpOld) * 0.1;
  }
}

void setup() {
  pinMode(3, OUTPUT); pinMode(2, INPUT_PULLUP); //3ピン出力2ピン入力設定
  attachInterrupt(0, SUB, CHANGE);
  Serial.begin(9600);
  Setpoint = 180;//目標値設定
  myPID.SetMode(AUTOMATIC);//PID関数を実行
  myPID.SetTunings(0.03, 0.03, 0.03);
}//PID関数のパラメータを変更

void loop() {
  Input = map(Duty, 0, 100, 0, 255); //2ピン入力値取得
  myPID.Compute();
  analogWrite(3, Output);
  Serial.print("Input=");
  Serial.print(Input);
  Serial.print(",Output=");
  Serial.println(Output); delay(100);
}
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図1:プログラム例
 

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図2:プログラム実行結果

 

■構文
 myPID.SetTunings(Kp,Ki,Kd)

■パラメータ
 Kp:現在の偏差(比例項)にど程度反応するかを決定します(double>=0)
 Ki:現在の偏差の累積値(積分項)にどの程度反応するかを決定します(double>=0)
 Kd:前回偏差との差(微分項)にどの程度反応するかを決定します(double>=0)

■戻り値
 ありません。

 
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