硬件上主要采用AB32VG1开发板，还需要额外的电路和硬件配合：1、光学平台和支架及悬挂系统；2、Guralp微震仪；3、信号放大电路；4、滤波和压流转换电路；5、音圈电机。

软件开发环境采用RT-Thread Studio2.1.3，设备驱动有：GPIO/ADC/PWM 等。

软件流程图如下：

ADC和PWM根据例程稍作修改就可以用了，PID控制算法要根据单片机PID常用算法来编写。

PID反馈控制采用增量式单片机常用算法。PID算法，大家应该比较熟悉，它在很多地方都有应用，如电机速度控制，恒温箱温度控制，四轴飞行器平衡控制等。作为闭环控制系统重要的一种算法，得到了广泛的应用。

PID算法由比例P，积分I，微分D三部分组成。所谓比例部分，就是与输入残差呈线性关系的部分，此值大，控制反应的速度就快，但快到控制目标时，如果还这么快，那就容易控制过头超过预设值，所以还需要积分部分和微分部分，使最终控制结果逼近目标。

用C语言来实现PID算法，主要是时域上来实现，有位置式和增量式两种：

位置式：

比例部分：　Kp：比例系数　　SetValue：预设值　　FactValue：当前实际值　　Error_1：当前误差

则比例部分为：　　Sp　　= 　　Kp*(SetValue - FactValue)

或者　　　　Sp　　=　　Kp*Error_1

注解：Sp大小反应需要控制的量大小，比如Sp越大，功率越大。当Sp为负值时，表示要超过预设值，如果是电机，则需要反转

积分部分：　Ki：积分系数　　Error_1：当前误差　　Error_2：上一次误差　　Error_3：上上一次误差  ........Error_n：开始时的误差

则积分部分为：　Si　　=　　Ki*(Error_1+Error_2+Error_3+......+Error_n)

注解：因为整个是一个过程，所以上一次误差其实就是上一次的当前误差

微分部分：　Kd：微分系数　　Error_1：当前误差　　Error_2：上一次误差　

则微分部分为：　　Sd　　=　　Kd*(Error_1-Error_2)

综上部分的PID得：PID=Sp + Si + Sd = Kp*Error_1 + Ki*(Error_1+Error_2+Error_3+......+Error_n) + Kd*(Error_1-Error_2)

增量式：

 将上述推导的PID记作时间为k时刻的PID控制量，则

　　　　PID(k) =Sp + Si + Sd = Kp*Error_1(k) + Ki*(Error_1(k)+Error_2(k-1)+Error_3(k-2)+......+Error_n(0)) + Kd*(Error_1(k)-Error_2(k-1))　　　　　　　　

将上式k=k-1代入得：

　　　　PID(k-1) =Sp + Si + Sd = Kp*Error_1(k-1) + Ki*(Error_1(k-1)+Error_2(k-2)+Error_3(k-3)+......+Error_n(0)) + Kd*(Error_1(k-1)-Error_2(k-2))           

1-2得：

　　　　PID(k) - PID(k-1) =  Kp*(Error_1(k)-Error_1(k-1)) + Ki*(Error_1(k)) + Kd*(Error_1(k)-2*Error_2(k-1)+Error_2(k-2))

将PID(k) - PID(k-1)记作detPID

　　　　detPID = Kp*(Error_1(k)-Error_1(k-1)) + Ki*(Error_1(k)) + Kd*(Error_1(k)-2*Error_2(k-1)+Error_2(k-2))

这样就得到了增量式的PID算法，其计算的结果为增加的控制量

增量式的PID有个好处就是只与当前三个误差量有关系，与其他无关，这样就简化的处理过程，而且提高了精度。

参考文献：单片机之PID算法 - LSWen - 博客园 (cnblogs.com)   作者： LSWen

程序的输入是ADC采样的隔振台运动速度，输出是控制隔振台反向运动的控制力。

编译成功的固件，用Downloader v1.9.7下载到芯片。

程序运行逻辑图如下：

软件模块由主程序和ADC、PWM、PID组成。

调试时串口打印输出的情况：

地面振动经过“四线摆”被动隔振悬挂系统后滤除了几赫兹以上的高频振动，隔振台上的残余振动经悬挂的光学平台上摆放的微震仪（震动速度传感器）转换为速度电压模拟信号，通过放大电路盒后变成适合数字采集的电压，通过开发板上的10位ADC进行采样，然后经过主程序PID算法计算反馈控制电压，计算结果再经PWM输出，在电路板上滤波后控制音圈电机驱动隔振台，驱动力与震动速度方向相反，以达到隔振的目的。

代码地址：

https://gitee.com/meibiny/rtt-seismic-isolation