编码器电机PID闭环调速：JGB37-520让小车走直线

很多人做DIY小车都会遇到同一个问题：程序里给左右轮写了同样的速度，车子却总是往一边偏，跑几米就歪出赛道。问题多半不在电机，而在"开环控制"——你只告诉驱动板输出多少PWM，却从来不知道轮子实际转了多少圈。想让它走直线，得先让控制器看得见轮速，这就是编码器加闭环调速要解决的事。

JGB37-520编码器减速电机

开环控制为什么必然跑偏

直流电机的转速对电压非常敏感：同样给12V，两个电机的实际转速可能差5%到10%，随着电量下降、负载变化、地面摩擦不同，这个偏差还会漂移。开环控制里，单片机只能设定占空比，电机转快转慢它一无所知，偏差一路累积，小车自然跑不直。

闭环控制的思路很直接：给电机装一个编码器，实时读出它转了多少、转多快，再拿目标速度和实测速度做差，用这个误差反过来调整PWM。误差大就多给电，误差小就少给，这就是PID（比例-积分-微分）控制的日常用法。

这次用一套很经典的组合，成本不高，资料也全：

JGB37-520 用的是增量式编码器，减速比9.6比1。电机轴上的编码器每转一圈输出11个脉冲，经过减速箱之后，输出轴每转一圈对应的脉冲数是 11 乘 9.6 约等于 105.6 个。所以只要在固定时间窗口里数脉冲，就能反推转速：

转速（RPM）等于这段时间的脉冲数除以采样时间秒数，再乘以 60 除以 105.6。

举个直观的例子：如果在0.1秒里数到大约17.6个脉冲，就说明输出轴大概在100转每分钟附近。实际调试时可以用外部转速表对一下，确认系数没算错。

JGB37-520 引出的六根线颜色是固定的，接错最容易烧编码器，务必对号入座：

电机的红白两根接到 L298N 的输出端，A、B两相接到 UNO 的两个中断引脚，比如D2和D3，编码器的电源单独接，不要和电机动力线共用一路。

编码器电机与Arduino和电机驱动的完整接线

轮速信号天生带噪声，直接丢进控制器会让输出抖得厉害。一个简单的办法是加一阶低通滤波：把上一次的滤波值和这次的新读数按比例混合，新读数权重小一点，曲线就平顺了。滤波系数取0.7左右，能在跟得上变化和压得住抖动之间取得平衡。

电机调速里通常只用PI就够了：比例项Kp负责响应速度，误差一大立刻加大输出；积分项Ki负责消稳态误差，让最终转速稳稳停在目标值。微分项对速度这种带噪声的信号反而容易放大抖动，先不引入。参考参数可以从 Kp等于2、Ki等于3 起步，再按实际手感微调。

Arduino与编码器电机的引脚级接线

第一步，把Ki设为0，只留Kp，从小到大加，直到电机能快速接近目标转速但开始轻微来回摆。第二步，把Kp回退一点，再慢慢加Ki，观察稳态误差是不是被压下去了；如果出现越来越大的振荡，说明Ki给多了。第三步，回到滤波系数，如果目标一变电机就抽一下，把系数调大一点让信号更平滑。

调好之后，把左右轮设成同一个目标转速，小车就能明显走直了；想让它在不同地面都稳，可以给两边各跑一套独立的闭环。

闭环调速不算玄学，核心就是把看不见的转速变成看得见的数字，再用误差去纠偏。等你把这一套跑通，平衡车、差速底盘、甚至云台稳像的底层逻辑，其实都是同一件事。