飛控PID詳解

串級PID：單極PID適合線性系統，當輸出量和被控制量呈線性關係時單極PID能獲得較好的效果，但是四軸不是線性系統，現代學者認爲，四軸通常可以簡化爲一個二階阻尼系統。爲什麼四軸不是線性系統呢？首先，輸出的電壓和電機轉速不是呈正比的，其次，螺旋槳轉速和升力是平方倍關係，故單極PID在四軸上很難取得很好效果，能飛，但是不好飛。爲了解決這個問題，我們提出了串級PID這個解決方法。串級PID就是兩個PID串在一起，分爲內環和外環PID。在此，我們使用內環PID控制，外環PI控制。單極PID輸入的是期望角度，反饋的是角度數據，串級PID中外環輸入反饋的也是角度數據，內環輸入反饋的便是角速度數據。通俗來講，內環就是你希望將四軸以多少度每秒的速度運動，然後他給你糾正過來，外環就是根據角度偏差告訴內環你該以多少度一秒運動。這樣，即使外環數據劇烈變化，四軸的效果也不會顯得很僵硬。在內環中，PID三個數據作用分別是：P（將四軸從偏差角速度糾正回期望角速度）D（抑制系統運動）I（消除角速度控制靜差）外環PI中，兩個數據的作用是：P（將四軸從偏差角度糾正回期望角度）I（消除角度控制靜差）整定方法：1，將內外環PID都歸0，適當增加內環的P，調整P至四軸從正面朝上自然轉動到正面朝下時能感受到阻力，且沒有抖動，有抖動就應減小P，當P減小到無抖動或者輕微抖動時即可。2，讓內環的D慢慢增加，到你用手能明顯感受到轉動四軸產生排斥外力的阻力即可，D能抑制P產生的振盪，但是D過大也會導致高頻振盪，調整D至系統無振盪且能抑制外界的力即可。3，給內環一點點I，注意的是I的積分要在油門開啓後纔開始，油門關閉就清0，且必須有積分限幅。I推薦取越小越好，我取的是0.01，I取大了會導致系統振盪。4，將內環P減半，將外環P調至內環的50-70倍，根據系統產生的高頻振盪降低內環的D，直至高頻振盪消除即可。5，給外環一點點I，同3.6，根據實際情況對參數進行優化調整，調整過程中要注意區分各個參數的作用，時刻記住，P是回覆力，大了會低頻振盪，D是抑制力，大了會高頻振盪，I是靜差消除力，越小越好，大了會產生振盪。

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