值得學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，我也在做小車，希望最后能夠成功

不錯(cuò)�。。�！值得學(xué)習(xí)！

樓主能否給我一份具體的資料啊  ？

厲害,大神,請(qǐng)接下我的膝蓋你做了轉(zhuǎn)向沒(méi)?

進(jìn)階實(shí)驗(yàn)

2.     PID調(diào)試

關(guān)于小車PID的調(diào)試，也在網(wǎng)上找了好多資料，也看了喵大的角度環(huán)視頻，調(diào)試經(jīng)驗(yàn)有從網(wǎng)上學(xué)的也有些自己簡(jiǎn)單的體會(huì)。
原來(lái)沒(méi)接觸的時(shí)候也是一頭霧水（畢竟不是學(xué)自控的孩子），后來(lái)在網(wǎng)上搜了一些資料，對(duì)這些基本概念也有了大概的了解，下面說(shuō)一下我對(duì)PID的了解吧！1）我對(duì)PID的理解：PID分增量式和位置式，增量式的計(jì)算結(jié)果是在上一次的控制量基礎(chǔ)上需要增加的量，或減少的量；位置式的每一次計(jì)算都是一個(gè)新的控制量的大小，而不是增加量，也不知道這說(shuō)對(duì)不對(duì)（表達(dá)能力有限）。喵大的貌似是位置式，我的代碼也是參考喵大的。PID控制一定要有反饋，要不然何談控制（有點(diǎn)像廢話）。PID控制就是比例P、積分I、微分控制D，這些運(yùn)算是對(duì)于偏差來(lái)說(shuō)的。    （1）比例運(yùn)算：對(duì)偏差進(jìn)行比例運(yùn)算，就是偏差乘上一個(gè)系數(shù)，把這個(gè)偏差放大或縮小，對(duì)于平衡小車角度環(huán)來(lái)說(shuō)，偏差角度=目標(biāo)角度-當(dāng)前角度，目標(biāo)角度就是平衡時(shí)候的角度，就是0嘍，比例控制量=偏差*比例系數(shù)，偏差大了，就是小車傾斜程度大了，我們給小車的電機(jī)大點(diǎn)電壓，使小車加速運(yùn)動(dòng)，來(lái)減小偏差，從而使小車趨向平衡，同理，偏差小，給電機(jī)的電壓小點(diǎn)，這就是比例控制，比例參數(shù)過(guò)小，小車“沒(méi)勁”，不能抵消自身重力，太大的話，大幅度搖擺太厲害。
    （2）積分運(yùn)算：對(duì)偏差進(jìn)行積分，就是把偏差進(jìn)行累加，偏差和=偏差和+偏差*積分系數(shù)；只要出現(xiàn)偏差，通過(guò)累加就會(huì)使偏差和變大，我們給電機(jī)的電壓就要大，來(lái)使小車趨向平衡，直到偏差和為零的時(shí)候，積分這一部分對(duì)電壓控制沒(méi)有貢獻(xiàn)。相對(duì)于比例參數(shù)來(lái)說(shuō)，積分系數(shù)是很小的，但積分系數(shù)過(guò)小累加和變化不明顯，控制也就不明顯，過(guò)大，即出現(xiàn)了一個(gè)很小的誤差，通過(guò)積分系數(shù)放大了好多，累加和也會(huì)變得很大，使系統(tǒng)不穩(wěn)定。
    （3）微分控制：就是偏差對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得到的是偏差的變化率。對(duì)于小車的角度環(huán)來(lái)說(shuō)偏差d=C-f(t)；C就是我們目標(biāo)角度，是一個(gè)恒定值，一般是0，f(t)是當(dāng)前的角度值，偏差d對(duì)時(shí)間求導(dǎo)=常數(shù)C對(duì)時(shí)間求導(dǎo)+f(t)對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，常數(shù)的導(dǎo)數(shù)是0，所以偏差d對(duì)時(shí)間求導(dǎo)相當(dāng)于角度對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得到的是角速度，角速度可以直接從陀螺儀上面獲取，就不用我們運(yùn)算了，不過(guò)我們要注意角速度的正負(fù)號(hào)。角速度的正負(fù)號(hào)代表小車像前還是向后倒下了，可以自己規(guī)定。角速度的絕對(duì)值代表小車倒下的速度，小車倒下的速度越快，我們就要給小車電機(jī)更大的電壓，來(lái)抵消小車倒下，微分控制起到加快調(diào)節(jié)的作用。微分控制量=角速度*微分系數(shù)，我們把角速度乘以一個(gè)系數(shù)（也就是微分系數(shù)）就得到微分控制部分的控制量的大小了。微分系數(shù)太小也不能抵消小車的倒下，太大了會(huì)使小車小幅度高頻震蕩，容易燒驅(qū)動(dòng)。
以上只是我的簡(jiǎn)單理解，有什么不對(duì)或者不全的地方還請(qǐng)大家指出，共同進(jìn)步。
2）調(diào)試
關(guān)于平衡車的控制，用到了兩個(gè)環(huán)的控制，分別是角度環(huán)和速度環(huán)，角度環(huán)用PD，速度環(huán)用PI，在只有角度環(huán)的時(shí)候我也用過(guò)PID，以可以達(dá)到平衡，但是由于沒(méi)有速度環(huán)，小車不一定跑到哪了。
寫(xiě)一下主要的公式：

    角度環(huán)：角度偏差d_Angle=SetAngle-CarAngle;     AngleCtrlOut=d_Angle*P_Angle+w*D_Angle;    w是角速度，在這之前還要對(duì)小車的角度進(jìn)行濾波，前面的實(shí)驗(yàn)有過(guò)介紹，AngleCtrlOut是角度環(huán)的PWM輸出。
    速度環(huán)：速度偏差d_Speed=SetSpeed-CarSeed;  Car_I=Car_I+d_Speed*I_Speed;    SpeedCtrlOut=d_Speed*P_Speed+CarI;  SpeedCtrlOut是速度環(huán)的PWM輸出。這些系數(shù)與單片機(jī)PWM的最大量有關(guān)系，比如單片機(jī)PWM的最大量是10000；在調(diào)角度環(huán)的時(shí)候一般是先讓微分系數(shù)D_Angle=0，先只調(diào)比例系數(shù)，這樣AngleCtrlOut=d_Angle*P_Angl;當(dāng)偏差角度 d_Angle=10度，比例系數(shù)P_Angle=10，AngleCtrlOut才=100，小車PWM輸出占PWM最大量的1%，理論上小車電機(jī)的轉(zhuǎn)速為最快轉(zhuǎn)速的1%（實(shí)際上達(dá)不到，也有可能死區(qū)電壓都沒(méi)過(guò)），這樣小車沒(méi)有足夠的加速度來(lái)克服重力使車達(dá)到平衡。比例系數(shù)P_Angle還需要調(diào)大。但是當(dāng)單片機(jī)PWM的最大量是256的時(shí)候，偏差角度 d_Angle=10度，比例系數(shù)P_Angle=10的時(shí)候，AngleCtrlOut還是=100，約占PWM最大量的39%，這個(gè)系數(shù)可能還靠點(diǎn)譜，所以說(shuō)這些系數(shù)PWM最大量是有關(guān)系的。
    調(diào)試這些系數(shù)的過(guò)程：先調(diào)角度環(huán)，再速度環(huán)。關(guān)于反饋類型說(shuō)的文鄒鄒點(diǎn)：角度環(huán)是負(fù)反饋，速度環(huán)是正反饋。說(shuō)的通俗點(diǎn)：角度環(huán)中，偏差角度變大時(shí)，小車要控制偏差角度減小，就是讓車輪朝著倒下的方向加速轉(zhuǎn)。速度環(huán)中，速度變大，我們得給小車更快的速度，讓小車追上自己，保持平衡。在調(diào)試的時(shí)候，可以分別調(diào)一下兩個(gè)環(huán)，注意參數(shù)的正負(fù)，保證每個(gè)環(huán)，都是使車輪朝向小車傾斜的方向轉(zhuǎn)就行了，在只有速度環(huán)時(shí)，手動(dòng)轉(zhuǎn)一個(gè)車輪，另一個(gè)車輪會(huì)慢慢轉(zhuǎn)起來(lái)，最終兩個(gè)車輪越轉(zhuǎn)越快。
    調(diào)角度環(huán)時(shí)，一般是先讓微分系數(shù)D_Angle=0，先只調(diào)比例系數(shù)，調(diào)到能使小車站起來(lái)，在平衡位置來(lái)回的擺動(dòng)，再稍微增加比例系數(shù)，加入微分系數(shù)D_Angle，微分系數(shù)D_Angle從小到大。調(diào)到小車能夠比較穩(wěn)定的平衡，這時(shí)候，你輕推小車，小車會(huì)朝著一個(gè)方向加速跑過(guò)去，直至倒下。這個(gè)也是正常的，當(dāng)然小車能接近平衡跑的越遠(yuǎn)說(shuō)明參數(shù)越好，加入速度環(huán)可以解決這個(gè)問(wèn)題，如果不加速度環(huán)，在角度環(huán)里面加入對(duì)偏差的積分（累加偏差），也能使小車平衡。只是對(duì)小車的速度沒(méi)法控制。
    調(diào)速度環(huán)時(shí)，一般是先讓積分系數(shù)I_Speed=0，先只調(diào)比例系數(shù)，由0開(kāi)始增加，調(diào)到你推一下小車，小車能有足夠的加速度來(lái)使小車保持平衡，這時(shí)小車新的平衡位置不再原地了，感覺(jué)小車能夠很好的保持平衡之后，這時(shí)再加速度積分，加入速度積分后，小車會(huì)趨向于原地平衡
    我的理解就是這些，有什么不對(duì)或者不全的還請(qǐng)大家指出來(lái)，一塊討論共同學(xué)習(xí)哈。我自己感覺(jué)對(duì)于車速控制的理解還不夠深，對(duì)于兩個(gè)車輪速度分別控制還有待加強(qiáng)。
    挺感謝喵大的這個(gè)平臺(tái)的，給我提供了學(xué)習(xí)平衡車基礎(chǔ)，有機(jī)會(huì)讓我這樣的平衡車入門級(jí)玩家能從頭到尾深刻了解平衡車的原理。給這個(gè)網(wǎng)站平臺(tái)點(diǎn)個(gè)贊，給喵大的開(kāi)源精神點(diǎn)個(gè)贊，給喵大的熱心腸點(diǎn)個(gè)贊。
    本想弄點(diǎn)圖片的，電池，又讓我弄過(guò)放了，廢了，平衡充接電池的時(shí)候，接反了一下，燈不亮了，平衡沖也出問(wèn)題了。唉我勒個(gè)去，我也是被自己整無(wú)語(yǔ)了。在下個(gè)實(shí)驗(yàn)中在上圖片吧。

騰飛的龍 發(fā)表于 2016-3-8 10:37
真是高手，佩服啊，長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)啦，謝謝分享

啥高手，參數(shù)調(diào)不好，上面的都是跟著喵大學(xué)的！

真是高手，佩服啊，長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)啦，謝謝分享

寧?kù)o清幽 發(fā)表于 2016-2-26 01:10
進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：

1.     多傳感器數(shù)據(jù)融合

非常好。繼續(xù)加油。把小車都學(xué)透~

moyuqilin 發(fā)表于 2016-2-23 20:36
你串口助手很好啊，是什么？

為了看數(shù)據(jù)方便，就動(dòng)手寫(xiě)了這么個(gè)不能再簡(jiǎn)陋的助手。

你串口助手很好啊，是什么？

bjyxyc 發(fā)表于 2016-2-6 00:03
用什么型號(hào)的芯片呢

IPA15w4k61s4

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