PID理解

u=kperror+ ki∗∫∗∫error 离散情况下积分其实就是做累加
微分，说白了在离散情况下，就是error的差值，就是t时刻和t-1时刻error的差，即u=kd（error（t）-error（t-1）），其中的kd是一个系数项。可以看到，在刹车过程中，因为error是越来越小的，所以这个微分控制项一定是负数，在控制中加入一个负数项，他存在的作用就是为了防止汽车由于刹车不及时而闯过了线。从常识上可以理解，越是靠近停车线，越是应该注意踩刹车，不能让车过线，所以这个微分项的作用，就可以理解为刹车，当车离停车线很近并且车速还很快时，这个微分项的绝对值（实际上是一个负数）就会很大，从而表示应该用力踩刹车才能让车停下来

增量式和位置式的区别：
位置型PID控制器的基本特点：

• 位置型PID控制的输出与整个过去的状态有关，用到了偏差的累加值，容易产生累积偏差。
  
• 位置型PID适用于执行机构不带积分部件的对象。
  
• 位置型的输出直接对应对象的输出，对系统的影响比较大。
  

增量型PID控制器的基本特点：所谓的增量，就是本次控制量和上次控制量的差值

• 增量型PID算法不需要做累加，控制量增量的确定仅与最近几次偏差值有关，计算偏差的影响较小。
  
• 增量型PID算法得出的是控制量的增量，对系统的影响相对较小。
  
• 采用增量型PID算法易于实现手动到自动的无扰动切换。

PID调试一般原则:
a.在输出不振荡时，增大比例增益kp。
b.在输出不振荡时，减小积分时间常数ki。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数kd。
（他们三个任何谁过大都会造成系统的震荡。）

一般步骤:
a.确定比例增益P ：确定比例增益P 时，首先令ki=0、kd=0，使PID为纯比例调节。

补充：如何确定kp的大致范围？举例如下：
确定PWM的范围，例如，定时器最大的PWM为7200，此时占空比为100%，电机应该是全速运行。
如果小车需要直立，摆幅，差不多就要≤10°**。,如果超过此范围，小车抖动较为厉害

根据直立环的程序：

balance=balance_UP_KP*Bias+balance_UP_KD*Gyro;

由于PWM最大是7200，角度在10°，反推可以得到:
直立环的P可选范围应该在0~700。

kp由0逐渐加大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的kp逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的kp，设定PID的kp为当前值的60%~70%，调试完成。

b.确定ki kp确定后，设定一个较大的ki的初值，然后逐渐减小ki，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大ki，直至系统振荡消失。记录此时的ki，设定PID的ki为当前值的150%~180% 。

c.确定kd kd一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定kp和ki的方法相同，取不振荡时的30%。
d.系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调。**

串级pid
注意外环都是本身误差，内环是速度，如位置控制外环是位置，内环是速度，是因为位置改变的实现是靠三个方向的速度积分出来的。同样姿态控制中，外环是角度差，内环是加速度，是因为角度的实现是靠角速度过渡来的，他们都是这样的一个过渡过程。实际中如果追求响应的快捷，也可以直接控制内环，或者直接控制姿态。

角速度不为零，积累，产生角度误差
角度环-外环 角速度环-内环
先调内环，再调外环

角度环输出—-期望角速度 角度误差和角速度相联系

加权重 减小误差

控制舵机 用位置式pid
举个例子，位置式PID可以应用在舵机上。因为舵机本次的pwm输出值与上次pwm输出值关系不太，舵机需要的是快速转到某个角度。
假设舵机pwm输出1000时舵盘转轴为90°，pwm输出0时舵盘转轴为0°，pwm输出2000时舵盘转轴为180°。
现在舵机pwm输出为1500，我们要让舵盘转到最中间。
在这里我们采用PD控制，即I值为0（I值为偏差的积分，即对偏差求和。我们当时试验小车的舵机控制时发现I值可以省略，PD控制足矣。

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