【源码】基于Teensy 4.1微控制器的直流电机控制算法对比项目

项目简介

本项目通过对比规定性能控制（Prescribed Performance Control，PPC）和比例积分微分控制（Proportional-Integral-Derivative Control，PID）两种控制算法，实现对直流电机速度的精准控制。采用Teensy 4.1微控制器和MD30CR2电机驱动器，结合硬件与软件，评估两种算法在直流电机速度控制上的性能差异。

项目的主要特性和功能

硬件部分

1. Teensy 4.1微控制器：作为控制单元，执行控制算法并生成PWM信号控制电机速度。
2. MD30CR2电机驱动器：用于连接Teensy与直流电机，提供必要功率和控制信号。

软件部分

1. 控制算法实现：对比研究PID控制和PPC控制算法在直流电机速度控制方面的性能表现。
2. 数据采集与分析：实现Python脚本，从串行端口读取数据并写入CSV文件，便于后续数据分析和性能评估。

安装使用步骤

硬件安装

1. 连接Teensy 4.1微控制器与MD30CR2电机驱动器，保证连接正确。
2. 将电机驱动器与直流电机连接，确保电机能被正确驱动。

软件安装与配置

编程环境配置

1. 安装Arduino IDE软件。
2. 安装Teensyduino插件以支持Teensy 4.1开发。

运行实验并收集数据

1. 在Arduino IDE中上传控制算法代码到Teensy 4.1微控制器。
2. 运行Python脚本从串行端口读取数据并保存到CSV文件。确保串行端口名称和波特率设置正确，例如在终端输入“python rpm_vs_time.py”，并在相应设置选项下更改串行端口名和波特率（默认为/dev/cu.usbmodemXXX和波特率115200）。
3. 脚本运行完成后，在同一目录下会生成名为rpm_data_ppc.csv的CSV文件，可用Excel等软件打开查看数据。

数据分析

1. 使用生成的CSV文件进行数据分析，绘制时间 - 转速曲线，计算响应时间和稳定性指标等。
2. 根据实验结果分析两种控制算法在响应速度、稳定性、准确性等方面的性能差异，形成总结报告或撰写技术论文。

下载地址

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