PID相關必須知識

ID:655793 · 發表于 2019-12-16 10:23

里面包含了很多的PID知識，
免責聲明：部分來源中國電子設計競賽官網。
速度控制：要進行速度控制，首先需要讀取編碼器的脈沖，由于 K60 自帶正交解碼的功能，因此輸入編碼器的 AB 相，就可以直接讀取速度脈沖以及正反轉。

關于參數整定：
直立控制的速度 PID 只需要使用 PI 控制即可，在整定參數時根據出現的現象調整參數，（以下是直立車的
現象！！！）P 過大，小車過彎道時出現點頭現象(攝像頭車表現為輪子會有正反轉，也就是在賽道上一快一慢)，
當然速度要在 1m/s 以上，I 過大小車一走一停，速度不均勻，直立車速度在 2m/s 以下不要考慮直道加速，彎道減速，這樣會造成小車的不穩定，反而喪失了速度，如果你能以 2m/s 的速度勻速跑完，事實上參數已經整定的不錯了。一般來說，一組速度 PI 參數可以適應高速和低速，因此，這套參數不需要根據速度不同而多設幾組。參數整定的方法有很多，如果僅僅是利用肉眼觀察，是不容易知道小車是否勻速，這時有幾種方法可以借鑒。第一種，由于速度 PI 是 100ms 控制一次，因此每 100ms 把編碼器測的速度存到 SD 卡中，這里需要注意的是，對 SD 卡不要寫文件（如.txt），而是要寫扇區，寫文件太費時間了，如果是攝像頭組的同學，建議好好研究下 SD 卡如何寫扇區，如何讀取（用 winhex），自己制作一套上位機（VB 就足夠），用來讀取。此種方法的缺點是需要插拔 SD 卡，不方便。第二種方法，就是把編碼器的脈沖存入單片機的一個數組，等到跑完一圈后，讓小車發送到虛擬示波器上，這種方法比較可靠、方便。注意：不要期望小車邊跑邊發脈沖，本來直立車就是不穩定體，加之串口發送數據很費時間（波特率為 9600 時，發送 4 個數字，大約費時 5ms，如果使用虛擬示波器發送一路信號大約費時 8ms），影響直立控制，表現為小車發一次脈沖，小車抖一下，這種情況下測得的速度也是不可靠的，對于四輪車，也不建議使用這種邊跑邊發的方法。本屆比賽我們采用第二種方法，具體思路是：這里是當時的方法，現在看來有些復雜了，下面將介紹另一種簡單的方法。第九屆的思路是：一、當小車剛剛站立所設速度為 0 時，不進行檢測，由于我們使用上位機發送速度給小車，因此當小車站穩后，發送給小車一個速度，之后小車起步開始跑了，當 15s 后開始檢測所設速度是否為 0，如果為 0，就利用串口把存入數組的數據發送到虛擬示波器上，當然在發送前，先把小車的驅動關掉，不然小車會瘋轉，所設的數組大小根據賽道長度和小車速度來設，只要不溢出就行。每 100ms 進入一次

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