Bộ điều khiển PID - ứng dụng phần 2 - xe dò line dùng thuật toán PID

Các bạn chuẩn bị phần cứng như phần 4 có điều phải nối lại dây theo code sau mình không muốn nhắc đến phần cứng 

Xây dựng chương trình và thuật toán

Như thế này nếu số 1 là giá trị khi nhận ra line thì số 1 càng dịch sang trái hoặc sang phải thì ta có 10 mức lệch line trong cả trường hợp có hai cảm biến cùng phát hiện ra line, khi đó chúng ta sẽ áp dụng PID để tính toán để đưa ra giá trị điều kiển PWM đến mạch cầu H

các giá trị khi lệch line

Lập trình để nhận và chuyển đổi giá trị

void read_sensor_values()
{
  sensor[0]=digitalRead(A0);
  sensor[1]=digitalRead(A1);
  sensor[2]=digitalRead(A2);
  sensor[3]=digitalRead(A3);
  sensor[4]=digitalRead(A4);
  
  if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==1))
  error=4;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==1)&&(sensor[4]==1))
  error=3;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==1)&&(sensor[4]==0))
  error=2;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==1)&&(sensor[4]==1)&&(sensor[4]==0))
  error=1;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==1)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=0;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==1)&&(sensor[2]==1)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-1;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==1)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-2;
  else if((sensor[0]==1)&&(sensor[1]==1)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-3;
  else if((sensor[0]==1)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
  error=-4;
  else if((sensor[0]==0)&&(sensor[1]==0)&&(sensor[2]==0)&&(sensor[4]==0)&&(sensor[4]==0))
    if(error==-4) error=-5;
    else error=5;

}

Bây giờ là phần quan trọng áp dụng công thức PID ta có code để tính toán đưa ra giá trị điều kiển PWM ( mình tham khảo trên internet nha )

PID_value chính là biến để lưu giá trị điều kiển động cơ

void calculate_pid()
{
    P = error;
    I = I + error;
    D = error – previous_error;
    
    PID_value = (Kp*P) + (Ki*I) + (Kd*D);
    
    previous_error=error;
}

Khi đã có PID_value lúc này chúng ta biết xe đang lệch line như thế nào và cần giá trị nào để phù hợp nhất điều kiển xe đi đúng line 

Motor control

void motor_control()
{
    // Calculating the effective motor speed:
    int left_motor_speed = initial_motor_speed-PID_value;
    int right_motor_speed = initial_motor_speed+PID_value;
    
    // The motor speed should not exceed the max PWM value
    constrain(left_motor_speed,0,255);
    constrain(right_motor_speed,0,255);
    
    analogWrite(9,left_motor_speed);   //Left Motor Speed
    analogWrite(10,right_motor_speed);  //Right Motor Speed
    //following lines of code are to make the bot move forward
    /*The pin numbers and high, low values might be different
    depending on your connections */
    digitalWrite(4,HIGH);
    digitalWrite(5,LOW);
    digitalWrite(6,LOW);
    digitalWrite(7,HIGH);
}

Bây giời đến void loop

void loop()
{
    read_sensor_values();
    calculate_pid();
    motor_control();
}

và đây là hoạt động của xe