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神奇的腦洞浮現！CocosCreator如何模擬電機轉速控制呢？

哇咔咔！KUOKUO帶你學知識，0基礎也能看懂！

我相信我們在生活中都接觸過小的直流電機，玩具裡就有很多。

我們都知道對於直流電機，我們給上一定的電壓，它就會工作，就會轉起來。

對於我們的正常生活來說，轉速變化多與少並不重要，快一點，慢一點都可以。

但是，對於一些需要固定轉速的應用場景來說，轉速的穩定至關重要。

如何穩定？

比如一個的直流電機，我們給上一定電壓，電機的轉速就會從0提高到某一個值，並執行下去。

突然，由於某些原因，電機振動了一下，導致轉速下降了一些，你覺得這樣的工作狀態不滿足要求，

你想提高轉速，準備升高給定的電壓，但是你不知道升多少！怎麼辦？

你靈機一動！買了一個轉速測量裝置，裝了上去。轉速顯示目前是1800轉，但是你想獲得2000轉。

你就提高電壓，同時盯著那個轉速顯示，1850,1880,1900,1950，，，，2010，，

哎呀，超過了，怎麼辦？你又開始降壓，，，哎呀！又低了。。。。

這就是人為控制不了的情況。

。。。。。。

這就人們設計PID自動調節器的目的！它能有效的調整轉速使電機穩定執行。

不明白PID是啥？沒錯，我正要講呢！！！

而且還是用CocosCreator來講！

正片開始！

新建個工程，建個背景，找個輪子素材（圓的就行，其實不是圓的也行，模擬電機轉的）

如圖：

然後讓我們寫個輪子的指令碼：round吧；並繫結在輪子上。

這樣改變speed就可以控制轉速，讓輪子轉起來。

看看轉起來啦！

好了，讓我們寫個總控制指令碼，來控制速度。

新建main.js繫結在Canvas上。

用require獲取round指令碼，然後初始化時速度為0；

嗯，好了。我們再新增文字顯示速度吧！

這樣觀察更直觀：

給出程式碼：

var round = require('round');
cc.Class({
    extends: cc.Component,

    properties: {
        Round : {
            type : round,
            default : null,
        },
        label : cc.Label,
    },

    onLoad () {
        this.Round.speed = 0;
    },

    start () {
        this.Round.speed = 100;
    },

    update (dt) {
        this.label.string = this.Round.speed + '';
    },
});
 

嗯，這樣轉速就很直觀了。

我們先模擬一下剛才的操作：

給電壓後，電機啟動。用計時器寫一下。20秒到達2000轉。

次數要記得減去1；

看一下效果：

怎麼樣，有感覺沒！！！

接下來，我們突然轉速下降。人為去調整。

看程式碼：

var round = require('round');
// 獲取指令碼
cc.Class({
    extends: cc.Component,

    properties: {
        Round : {
            type : round,
            default : null,
        },
        // 顯示轉速
        label : cc.Label,
        // time間隔
        time : 0
    },

    onLoad () {
        // 初始為0
        this.Round.speed = 0;
        this.time = 0;
    },

    start () {
        // 模擬啟動過程
        // this.schedule(function() {
        //    this.Round.speed += 1;
        // },0.01,2000 - 1,0);
        // 轉速突然掉到1800
        this.Round.speed = 1800;
    },

    update (dt) {
        this.time += dt;
        // 人為每兩秒調整一下
        if (this.time >= 2) {
            this.time = 0;
            // 模擬人為調整電壓的升速降速
            // 人不是精確的，隨機數取整
            var num = Math.floor(100 * Math.random());
            if (this.Round.speed < 2000) {
                this.Round.speed += num;
            }
            else if (this.Round.speed > 2000) {
                this.Round.speed -= num;
            }
        }
        // 實時的轉速
        this.label.string = this.Round.speed + '';
    },
});

效果：

多了降，少了升，但是不精確；

這就是人為很難做到轉速的調整的，這樣看大家應該明白了。

接下來，我們先介紹PID中的P環節：比例環節。

它能實現快速性，人是2秒完成一次，但電路很快完成一次。

而且它是根據當前轉速與目標轉速的差來調速的。

看程式碼一下子就懂：

它會先求出當前值與目標值的差，如果差的大，升壓快，如果差小了就慢慢升。

看效果：

這樣轉速會快速上升到接近目標轉速，但是達不到目標值。

怎麼辦？

加入PID中的I積分環節；

就是在變化量少的時候累加變化量，讓其快速達到目標轉速。

還是上程式碼：

這樣它會在2000轉速附近浮動，穩定性弱些，但是抵抗擾動能力強。

不信？？我們試一下，我們新建個按鈕！

突然一個原因讓它轉速下降到1000，看它是否快速恢復！

繫結指令碼，函式；

試一試：

當轉速在2000浮動時，突減轉速。

看，恢復快吧！一般的工程用PI調節就夠了。

但是我還是講一下PID調節器中的微分環節D

通俗的講就是把轉速的變化提前預知，做到轉速無超調（就是儘量不過2000轉）

看一下實現程式碼：（很簡單的）

 這樣轉速無超調，穩定2000以下：

怎麼樣，明白了嗎？

O(∩_∩)O~~