c++ - 平衡机器人PID整定

Question

为了好玩，我正在尝试构建一个两轮平衡机器人。我已经构建并组装了所有硬件，而且我想我也已经对其进行了编码。我正在使用带陀螺仪和加速度计的 IMU 来找到我的倾斜角，并使用免费滤波器平滑信号。来自 IMU 的输入信号看起来非常平滑，方差小于 0.7 + 或 - 实际倾斜角。

我的 IMU 采样率为 50 Hz，我做了一个 PID也在 50 Hz 下计算，我认为这应该足够快了。

基本上，我使用的是 PID Library 中的 PID 库.

当我将 P 值设置为较低值时，车轮会朝正确的方向行驶。

当我将 P 值设置为较大值时，我会得到如图所示的输出。

Answer 1

从图中可以看出您的系统不稳定。我希望您在直接进行调整之前已经测试了机器人的每个子系统。这意味着传感器和执行器都可以正确响应并且误差可以接受。一旦针对外部误差正确校准了每个子系统。可以开始调音了。完成此操作后，您可以从 P 的有效值开始，可能是 (0.5) 以首先获得适当的响应时间，您将需要在这里进行一些试验，它们会缓慢增加 I 以减少稳态误差(如果有)，并且仅在以下情况下使用 D需要(在振荡的情况下)。我建议一一处理 P、I 和 D，而不是一次调整所有。此外，在测试期间，您将需要持续监控传感器和执行器数据，以查看它们是否在可接受的范围内。