為了更好的理解這個視頻和PID參數(shù)的作用，特意根據(jù)多軸飛行器的原理和PID理論，編寫了一個EXCEL圖表，直觀的來理解PID參數(shù)的作用。在這個模型中：1、假設(shè)輸出是力，作用在一個質(zhì)塊上，使用加速度、速度、位移積分計算，評估輸出對測量值產(chǎn)生的影響，跟多軸飛行器的運動模式比較接近。2、讓速度響應慢一個拍子，模擬電調(diào)和電機的響應滯后。3、加入阻尼，模擬空氣的衰減作用4、引入偏差，用于體現(xiàn)I的作用，從中間加入，代表一個系統(tǒng)誤差或外作用力PID的作用概述：1、P產(chǎn)生響應速度和力度，過小響應慢，過大會產(chǎn)生振蕩，是I和D的基礎(chǔ)。2I產(chǎn)生過沖，過大會產(chǎn)生振蕩。3、D抑制過沖和振蕩，過小系統(tǒng)會過沖，過大會減慢響應速度。D的另外一個作用是抵抗外界的突發(fā)干擾，阻止系統(tǒng)的突變。通過這個模型和圖表，一步步演示PID參數(shù)的作用和調(diào)試方法：1、逐步增大P，看P對響應速度和力度的影響，調(diào)到系統(tǒng)發(fā)生振蕩，再減少一點P當P=0.1時，響應很慢，但不會振蕩粗黑線是系統(tǒng)響應，洋紅線是目標值。逐步增大P，P=1，有振蕩，但慢慢在衰減繼續(xù)增大P，P=3，振蕩會逐步加大取振蕩但會衰減的P=1繼續(xù)調(diào)整在多軸調(diào)試時，當振蕩發(fā)生時，再稍微減小一點P。2、加入D，看D對振蕩的控制能力，D過小會發(fā)生過沖，D過大會遲滯，以稍微有點過沖為最佳D=0.5，有較大的過沖和少量振蕩，衰減很快D=1.3，基本沒過沖D=2，響應遲滯，減慢了響應速度取以稍微有點過沖的D=1.3為最佳過我喜歡基本沒過沖時的參數(shù)，這樣在懸停時更穩(wěn)）3、可以繼續(xù)增大P和D，讓響應更快但過沖也不大。P=2D=1.8安全和穩(wěn)定。4、加入0.2的偏差，看偏差對位移的影響從中間加入，代表一個外作用力。可以看到，如果沒有I的作用，偏差將一直存在，盡管P產(chǎn)生了一個抵抗力，但只是阻止了系統(tǒng)繼續(xù)運動，但偏差一直在。在多軸調(diào)試時，如果持續(xù)的抬起一個機臂，機臂會持續(xù)的轉(zhuǎn)動，抵抗力很小，放手后也不會回復。5、加看I對偏差的修正能力，I加快了響應速度，但也會導致過沖或振蕩I=0.3統(tǒng)的精度I=3進一步加快響應速度，但產(chǎn)生了振蕩取基本能糾正偏差的I=0.3在多軸調(diào)試時，油門開至懸停油門，用手持續(xù)的抬起一個機臂，可以感到隨著I的增加，抵抗力會逐步增大，持續(xù)時間加長。因為多軸的長期穩(wěn)定由姿態(tài)模式的LEVELI參數(shù)就可以了，大概可以抵抗1-2秒左右。6、增大一點D，減小一點I產(chǎn)生的過沖取消偏差，因為I的加入，有一點過沖增大D，D=2.2，減小過沖在實際多軸調(diào)試時，這一步一般不用，但是如果有必要，可以試一下。好了，曲線演示完了，這同時也是多軸PID參數(shù)的調(diào)試過程，結(jié)合視頻一起看，能更好的理解這一過程，希望對大家理解PID有所幫助。附：多軸飛行器PID調(diào)試演示器.xls另外，試了一下，下載的文件名可能有問題，自己把文件名改為"多軸飛行器PID調(diào)試演示器.xls"就可以用了PID的代碼其實也很簡單，主要是要了解其中的原理，才能更好地調(diào)整參數(shù)。為手就算了)========圓點博士小四軸之PID控制模式分析=======PID控制的P是Proportional的縮寫,是比例的意思，I是Integral的縮寫，是D是DerivativePID就是我們常說的比例，積分，微分控制。我們首先來看一個PID控制模型曲線圖：該圖包含了比例控制，比例+積分控制，比較+積分+微分控制的電機響應圖的對比。2014-5-2913:22上傳下載附件(37.76KB)PID模型下面我們對曲線進行具體分析：PID為輸出驅(qū)動。假定我們有一個理想模型的電機，1V電壓的變化會帶來小四軸1度的角度改變。假定現(xiàn)在電機控制電壓是5V,小四軸在某一軸上的偏角是5度，目標角度是100Vin,把輸出控制量定義為Vout。假定P等于0.2，那么比例控制的結(jié)果就是：第一次：Vout=Vin+(100-5)*P=5V+19V=24V，得到電機電壓是24V，對應的小四軸角度是24度距離目標角度的誤差是100-24=76度。第二次：Vout=Vin+(100-24)*P=24V+15V=39V,從而引起的角度是39度。PID驅(qū)動。在上述例子中，假定I=0.2,我們來看看比例和積分控制同時起作用下的系統(tǒng)反應。第一次：Vout=Vin+(100-5)*P+(100-5)*I=5V+19V+19V=43V，這時候小四軸角度為43度。由于第一次控制前的誤差是100-5=95,第二次控制前的誤差是100-43=57以積分結(jié)果是152。Vout=Vin+(100-43)*P+((100-5)+(100-43)*I=43V+11V+30V=84V,這時候小四軸角度變?yōu)?4度。第三次：Vout=Vin+(100-84)*P+((100-5)+(100-43)+100-84*I=84+3V+33V=120V。這時小四軸角度變?yōu)?20度。我們看到，在增加了積分控制后，小四軸角度在快速向目標角度靠近。PID例子中，假定D=0.2,我們來看看比例積分和微分共同控制下的系統(tǒng)反應。假定第一次前，電機轉(zhuǎn)速保持5轉(zhuǎn)，那么第一次前的角度變化為0。第一次：Vout=Vin+(100-5)*P+(100-5)*I-5-5）*D=5V+19V+19V-0V=43V，這時候小四軸角度為43度。5度變化到了4343-5=38度。第二次：Vout=Vin+(100-43)*P+((100-5)+(100-43)）*I-（43-5）*D=43V+11V+30V-7V=77V,這時候小四周角度77度。把上述的計算結(jié)果列出來，我