Структурная реализация ПИД, как организовать? Опции

[_Ivana]

Думаю реализовать ПИД-регулятор на АВР Тини-13. Хочу уточнить, правильно ли я выбираю структуру реализации.

Сначала инициализирую все что надо, читаю по трем АЦП значения, задающие 3 коэффициента ПИД. Запускаю таймер с требуемой частотой опроса датчика, устанавливаю по нему прерывание. В прерывании читаю показания АЦП датчика и выставляю флаг, что пришло новое значение. В мэйне в бесконечном цикле жду пока не установится этот флаг, а как он установился - рассчитываю управляющее воздействие и кладу его в ШИМ, сбрасываю флаг. Все красиво, но непонятно одно - у меня один единственный таймер - он определяет частоту опроса и он же определяет частоту ШИМ. Частота прерываний больше или равна частоте ШИМ, поскольку ШИМ крутит счетчик от 0 до 255, а прерывание - от заданного мной значения до 255. И вообще, если я буду опрашивать датчик чаще, чем выводить управляющее воздействие, будет имхо как-то не комильфо.
Вижу 2 варианта
1) запускать таймер на полный счетчик, чтобы частота опроса равнялась частоте выдачи ШИМ. Но не знаю, будет ли успевать обновляться значение ШИМ, оно там вроде как буферизуется, может не успеет обновиться как уже новое пора - и так каждый раз.
2) запустить таймер на частоте раза в 4 выше требуемой частоты опроса датчика, шим будет генерироваться с этой частотой - 4 раза подряд одно и то же значение, но больше гарантия что оно обновится. А в прерывании поставить еще один счетчик, и опрашивать датчик/выставлять флаг/рассчитывать выходное значение только каждое четвертое прерывание таймера

Что скажете, господа?

[_Ivana]

Каков у Вас период ШИМа предполагается?

При частоте опроса датчика 256Гц (ориентируясь на прототип, может сделаю и в 2-4 раза меньше) частота таймера ШИМ пусть в 4 раза больше - 1кГц. Каждый 4-й тик полного счетчика таймера считаю управление. Если, конечно, мой выбранный драйвер на L298N будет нормально работать на такой частоте ШИМа. Если пищать будет - пока думаю что некритично.

А вместо потенциометра и АЦП можно сделать кнопки - увеличить и уменьшить.

Можно. К тому же я предполагаю снимать коэффициенты в 6 бит (64 варианта от 0 до 100%), с одной стороны можно было бы и побольше, но так я гарантированно уложусь в 2 байта результата при однобайтном значении ошибки каждой составляющей и сумме трех умноженных на коэффициенты ошибок. Но тогда возникает вопрос визуализации значений коэффициентов - переменный резистор отличный прибор задания значения и визуализации его же забесплатно (можно хоть круговую шкалу нарисовать), кнопки и всякие энкодеры в этом отношении проигрывают.

А время вычислений легко сделать постоянным.

Наверное. Если закопаться в математику и написать чисто линейный алгоритм нормализаций и масштабирований значений в диапазоны безо всяких условных переходов, который будет на порядок сложнее и неочевиднее.

[Tanya]

При частоте опроса датчика 256Гц (ориентируясь на прототип, может сделаю и в 2-4 раза меньше) частота таймера ШИМ пусть в 4 раза больше - 1кГц. Каждый 4-й тик полного счетчика таймера считаю управление. Если, конечно, мой выбранный драйвер на L298N будет нормально работать на такой частоте ШИМа. Если пищать будет - пока думаю что некритично.

Можно новые значения считывать с потенциометров при нажатии кнопочки. Только нужно плавно двигать ручки или держать маятник рукой...
Не читала про этот драйвер. Используем от TI. Allegro почему-то умирают. Для сохранения их жизни используем компаратор контроллера, подключенный к шунту. Вроде бы в драйвере примерно так и сделано, но горят иногда. Все же рекомендую сделать небольшую аналоговую добавку для интегрирования тока.
А почему Вам не взять нормальный быстрый контроллер? STM32F303, например. Все текущие проблемы отодвинутся очень далеко. Там к нему в ДСП-библиотеке есть несколько вариантов ПИДа (подразумевается управление моторами). И ДМА раскладывает все числа по полочкам. И ЦАП в комплекте.