智能车PID 控制

wx610213d5aa4a5 2021-07-29 11:48:41 阅读数:87

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PID 控制策略其结构简单, 稳定性好, 可靠性高, 并且易于实现。 其缺点在于控制器的参数整定相当繁琐, 需要很强的工程经验。 相对于其他的控制方式,在成熟性和可操作性上都有着很大的优势。 使用试凑法来确定控制器的比例、 积分和微分参数。
试凑法是通过闭环试验, 观察系统响应曲线, 根据各控制参数对系统响应的大致影响, 反复试凑参数, 以达到满意的响应, 最后确定 PID 控制参数。 试凑不是盲目的,而是在控制理论指导下进行的。在控制理论中已获得如下定性知识:

比例调节(P)作用:
是按比例反应系统的偏差, 系统一旦出现了偏差, 比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。 比例作用大, 可以加快调节, 减少误差, 但是过大的比例,使系统的稳定性下降, 甚至造成系统的不稳定。
积分调节(I) 作用:
是使系统消除稳态误差, 提高无差度。 因为有误差, 积分调节就进行, 直至无差, 积分调节停止, 积分调节输出一常值。 积分作用的强弱取决与积分时间常数 Ti, Ti 越小, 积分作用就越强。 反之 Ti 大则积分作用弱, 加入积分调节可使系统稳定性
下降, 动态响应变慢。 积分作用常与另两种调节规律结合, 组成 PI 调节器或 PID调节器。

微分调节(D) 作用:
微分作用反映系统偏差信号的变化率, 具有预见性, 能预见偏差变化的趋势, 因此能产生超前的控制作用, 在偏差还没有形成之前, 已被微分调节作用消除。 因此, 可以改善系统的动态性能。 在微分时间选择合适情况下, 可以减少超调, 减少调节时间。 微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节, 对系统抗干扰不利。 此外, 微分反应的是变化率, 而当输入没有变化时, 微分作用输出为零。 微分作用不能单独使用, 需要与另外两种调节规律相结合, 组成 PD 或 PID 控制器。

舵机pd控制

舵机控制
其关键部分代码如下:
servo_pwm_change = (wucha_Now* Kp_servo + Kd_servo*(wucha_Now-wucha_Last)) / 100;
其中, KP_servoKD_servo 两个重要的参数需要经过不断调整。 在实际调试中发现, 针对赛道类型给定参数更符合实际。 例如, 在直道和小 S 路上相应的KP_servo 可以给小, 以防舵机打角过大。 分段各段之间参数的给定要连续, 否
则会出现舵机在参数切换之后出现较大突变, 导致智能汽车的路径变差。 我们设置一个数学函数控制参数的输出, 减少调节参数的工作量。 当然为了防止把舵机的齿轮打坏, 应该对舵机的打角进行限幅处理。

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