運動控制系統是通過控制電機電壓、電流、頻率等輸入量，來滿足工作機械的轉矩、速度、位移等機械量，使各種工作機械按照人們期望的要求運行，以滿足生產及應用的需要。

運動控制系統由電機、功率變換裝置、控制器及相應的傳感器構成，其框圖及涉及學科領域如下圖：

對照運動控制系統的結構框圖，可以推斷出智能車中的運動控制系統如下：

被控對象

電機是門深奧的學問號稱自動化專業的天書之最（筆者當初被電機學折磨的有陰影，故有關電機不做分析）。

（此處所提到的電動機都是車模上指定的普通直流電機，不包括十七屆中的無刷電機）智能車中的電機都是用于調速系統的拖動電機，而舵機則是用于伺服系統的伺服電動機的一種。

執行機構

功率放大與變換裝置在智能車系統之中指的是電機驅動，能夠根據主控輸出的信號，動態的調節被控對象（直流電機）的驅動電壓來控制電機的轉速從而達到控制車身速度的作用。

控制器

智能車運動控制的控制器一般采用數字PI控制（關于PI控制器后面會出一篇PID的文章描述），大家姑且先把PI控制器當做一個公式，只用輸入誤差，輸出的就是根據內部算法計算后的結果。這里借用龍邱科技的 代碼片。

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typedef struct
{
  float                kp;         //P
  float                ki;         //I
  float                kd;         //D
  float                imax;       //積分限幅
  
  float                out_p;  //KP輸出
  float                out_i;  //KI輸出
  float                out_d;  //KD輸出
  float                out;    //pid輸出
  
  float                integrator; //< 積分值
  float                last_error; //< 上次誤差
  float                last_derivative;//< 上次誤差與上上次誤差之差
  unsigned long        last_t;     //< 上次時間
}pid_param_t;


pid_param_t Speed_PID;


Speed_PID.kp = 130;
Speed_PID.ki = 2.5;
Speed_PID.kd = 0.25;
/*************************************************************************
*  函數名稱：void Motor_Control(void)
*  功能說明：電機控制
*  參數說明：
*  函數返回：
*  修改時間：
*  備    注：這類設計PID運算的函數一定要放在定時器中斷內保持控制周期穩定
*************************************************************************/
void Motor_Control(void)
{
  MotorDuty1 = (int)PidIncCtrl(&Speed_PID, Target_Speed -       ECPULSE1);
    if(MotorDuty1 > 8000)MotorDuty1 = 8000;else if(MotorDuty1 < -8000)MotorDuty1 = -8000;
    if(Speed_PID.out > 8000)Speed_PID.out = 8000;else if(Speed_PID.out < -8000)Speed_PID.out = -8000;
    Motor1Ctrl(MotorDuty1);
    // 電機閉環控制
}




/*************************************************************************
*  函數名稱：float constrain_float(float amt, float low, float high)
*  功能說明：pid增量式控制器輸出
*  參數說明：
* @param    pid     pid參數
* @param    error   pid輸入誤差
*  函數返回：PID輸出結果   注意輸出結果已經包涵了上次結果
*  修改時間：2020年4月1日
*  備    注：
*************************************************************************/
float PidIncCtrl(pid_param_t * pid, float error)
{
  
  pid- >out_p = pid- >kp * (error - pid- >last_error);
  pid- >out_i = pid- >ki * error;
  pid- >out_d = pid- >kd * ((error - pid- >last_error) - pid- >last_derivative);
  
  pid- >last_derivative = error - pid- >last_error;
  pid- >last_error = error;
  
  pid- >out += pid- >out_p + pid- >out_i + pid- >out_d;
  
  return pid- >out;
}