零基礎(chǔ)制作平衡小車(chē)【連載】5---位式控制理論

電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)截止到上一章節(jié)已經(jīng)完成了，從pwm的輸出，到編碼器的采集，代碼的實(shí)現(xiàn)已全部完成。但是光有這些很明顯不夠呀，接下來(lái)就開(kāi)始進(jìn)入到PID的學(xué)習(xí)了。

要想學(xué)會(huì)PID，不得不先學(xué)習(xí)一下簡(jiǎn)單的位式控制理論。

位式控制又稱(chēng)通斷式控制，是將測(cè)量值與設(shè)定值相比較之差值經(jīng)放大處理后，對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象作開(kāi)或關(guān)控制的調(diào)節(jié)。

看定義不太好理解，下面我們就舉個(gè)栗子。

假設(shè)我們現(xiàn)在在開(kāi)車(chē)，切記該車(chē)非彼車(chē)。我們想讓車(chē)速維持在100，如果要是用位式控制理論的思想來(lái)開(kāi)車(chē)，是這樣開(kāi)的：
當(dāng)我看到表盤(pán)車(chē)速表指針小于100時(shí)，我就一直踩著油門(mén)加速；只有當(dāng)轉(zhuǎn)速大于或等于100時(shí)，我才松開(kāi)油門(mén)。

這樣開(kāi)車(chē)造成的現(xiàn)象，當(dāng)車(chē)速小于100時(shí)，我們一直加速，當(dāng)車(chē)速等于100時(shí)，我們松油門(mén)，但是此時(shí)車(chē)由于慣性，不會(huì)將速度保持在100，而是在大于100的某個(gè)值才開(kāi)始降速。假設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)速到達(dá)了101，我們不加油了，讓車(chē)輛滑行。當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)?01降到小于100時(shí)，假設(shè)99.9999的時(shí)候我們開(kāi)始加速，此時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩?zé)o法讓車(chē)維持在100，總體還處于減速狀態(tài)，那么車(chē)速會(huì)從我們加速時(shí)直接往上加嗎（從99.9999往上加）？那肯定是不會(huì)的，車(chē)肯定是先降速，降到某種程度，比如99，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩得以維持車(chē)輛加速時(shí)，才會(huì)往上加速，以此循環(huán)。這樣就會(huì)造成車(chē)速無(wú)法維持在100，要么比100小，要么比100大。

想想你要是這樣開(kāi)車(chē)，會(huì)有美女愿意做你的車(chē)嗎？答案是肯定沒(méi)有。

對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行分析，能總結(jié)出位式控制開(kāi)車(chē)法會(huì)造成以下特點(diǎn)：
1.沒(méi)有美女愿意坐你的車(chē)
2.車(chē)速要么大于100，要么小于100（會(huì)產(chǎn)生震蕩）
3.無(wú)法保持車(chē)速為100（達(dá)到設(shè)定值后不能保持）

為了解決位式開(kāi)車(chē)法的不足之處，我們就引入PID開(kāi)車(chē)法。

PID開(kāi)車(chē)法最大的特點(diǎn)就是加入了預(yù)判。為了能讓副駕駛坐上人，我們不在像位式開(kāi)車(chē)那樣魯莽，我們?cè)趯⒁�達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，提前松油門(mén)，但是不是全松開(kāi)，慢慢松。當(dāng)超過(guò)目標(biāo)值時(shí)，我們輕踩剎車(chē)，將轉(zhuǎn)速維持在目標(biāo)值。當(dāng)然實(shí)際情況中可能不會(huì)這樣開(kāi)車(chē)，這里只是舉個(gè)簡(jiǎn)單例子讓大家明白位式控制和PID控制的基本思想和差別。

順便推薦一個(gè)PID視頻，該視頻我已經(jīng)在B站上傳了，視頻內(nèi)容從簡(jiǎn)到難，一步一步推理出PID的公式，講的很不錯(cuò)，歡迎大家去B站觀看。后面我會(huì)跟著該視頻學(xué)習(xí)，并在這里寫(xiě)出我的學(xué)習(xí)心得。歡迎交流。
貼個(gè)鏈接：
看視頻請(qǐng)點(diǎn)擊這里
B站視頻被官方下架了。。。￣□￣｜｜
百度云鏈接
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1RM9rel6rUUb8VCh-Xd3qSQ
提取碼：atma