[嵌入式]【STM32】【HAL库】平衡小车(PID实战2)(三)PID调参

概述

平衡车作为经典PID设计项目,非常热门,也非常适合 PID/单片机 初学的项目

没有看起来那么难,愿每个人都可做出自己的平衡车

本系列文章,从硬件到软件,带领大家制作平衡小车

分为三节

1. 硬件设计
2. 软件设计
3. PID调参

本节是PID调参部分

项目目标

直立,可以在正常程度的干扰下保持不倒

在保持直立的同时,小车接近静止,尽量不左右旋转

这样分为4个部分进行

1. 机械中值寻找
2. 直立环调参
3. 速度环调参
4. 转向环调参

机械中值

机械中值是指的一个欧拉角,由MPU6050的DMP解算的

是一个可以在无外力作用下,小车最容易保持直立的位置

找到这个位置可以更好的帮助直立

寻找方法就是,将小车上电,让小车保持你认为的直立状态,读取欧拉角(注意辨别是三个中的哪个欧拉角)

注意:

1.没必要按照网上说的那么复杂的寻找机械中值,加入速度环后机械中值的影响不大

2.MPU6050的DMP解算的欧拉角有记忆性,也就是不会随上电位置改变而变化(网上说是会随上电变化的,但实测可以记忆,我也不知道啥情况了)

直立环调参

直立环是PD控制器

直立环是小车直立的关键

调参分为4步

1. Kp极性判断
2. Kp大小调节
3. Kd极性判断
4. Kd大小调节

调参的整体思路是

先判断极性,再由小到大调整参数,直到满足目标

具体的调整过程,请看视频(用文字描述可太为难语文不好的同志了)

速度环调参

速度环是PI控制器

当速度环目标值为0时会帮助直立环使小车原地平衡

按照工程的实践

我们的Ki=Kp/200

所以可以先判断Kp,ki极性,之后再一起调整这两个参数

调参分为3步

1. Kp极性判断
2. Ki极性判断
3. Kp,Ki大小调节

调整过程请看视频

转向环调参

因为设计问题,没法加装遥控

所以转向环这里只是D的作用

调参分为2步:

1. 判断Kd极性
2. 调整Kd大小

调整过程请看视频

拿起放下检测

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