pid循迹小车的实现,arduino
帮我写一个Arduino循迹小车的程序,小车前面有并列8个红外发射接收传感器,每个红外发射接收传感器为1cm宽,地面循迹的线是大约2cm宽黑色的线,地面其他位置是白色的,要求循迹小车运行的速度快,使用pid算法控制速度实现精准的转向
首先,我们需要定义红外线传感器的引脚和变量:
const int numSensors = 8; // 传感器的数量
const int sensors[numSensors] = {A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7}; // 传感器的引脚
int sensorValues[numSensors]; // 保存传感器的值
接下来,定义PID算法中需要使用的变量:
float Kp = 0.2; // 比例系数
float Kd = 0.1; // 微分系数
float Ki = 0.05; // 积分系数
float lastError = 0; // 上一次的误差
float totalError = 0; // 总误差
在setup()函数中初始化引脚:
void setup() {
for (int i = 0; i < numSensors; i++) {
pinMode(sensors[i], INPUT);
}
}
在loop()函数中,读取传感器的值并计算PID输出:
void loop() {
// 读取传感器的值
for (int i = 0; i < numSensors; i++) {
sensorValues[i] = digitalRead(sensors[i]);
}
// 计算误差
float error = 0;
float sum = 0;
for (int i = 0; i < numSensors; i++) {
error += (i - 3.5) * sensorValues[i]; // i - 3.5 是为了让误差在[-3.5, 3.5]之间
sum += sensorValues[i];
}
if (sum == 0) { // 避免除0错误
return;
}
error /= sum;
// 计算PID输出
float pidOutput = Kp * error + Kd * (error - lastError) + Ki * totalError;
lastError = error;
totalError += error;
// 控制小车运动
int leftSpeed = 200 + pidOutput; // 左轮的速度
int rightSpeed = 200 - pidOutput; // 右轮的速度
if (leftSpeed > 255) { // 速度限制在[0, 255]之间
leftSpeed = 255;
} else if (leftSpeed < 0) {
leftSpeed = 0;
}
if (rightSpeed > 255) {
rightSpeed = 255;
} else if (rightSpeed < 0) {
rightSpeed = 0;
}
analogWrite(3, leftSpeed); // 控制左轮速度的引脚
analogWrite(5, rightSpeed); // 控制右轮速度的引脚
}
其中,error表示当前的偏差,pidOutput表示PID算法计算出的控制量,leftSpeed和rightSpeed表示左右轮的速度
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