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[CC3D\NAZE32\F3] 关于PID的说明

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发表于 2016-1-11 15:41:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
用PID算法是进行飞行稳定性控制的程序,三个字母分别代表比例(P)-积分(I)-微分(D)。
PID三个参数的直观作用:
P(比例):这是一个增益因子,当多轴飞行器受风等的影响发生向一边倾斜时,P值直接决定多轴飞行器的抵抗这种倾斜的力的大小。P越大,多轴飞行器抵抗意外倾斜的能力越强,但P过于大时会引起多轴飞行器抖动甚至猛烈侧翻。P越小,多轴飞行器抵抗意外倾斜的能力越弱,但P过小时会引起多轴飞行器自平衡能力不足甚至朝一边侧翻(如顺着风的方向)。
I(积分):这个参数决定了飞行控制器对过往飞行状态的依赖程度。如果I值太小,会使飞行器过度依赖当前的误差,不能抑制“过敏”现象,从而造成飞行颠簸;如果I值太大,则会过度削弱系统对误差的反应能力,造成反应迟缓。
D(微分):一旦多轴飞行器发生倾斜,则认为多轴飞行器会继续向同一方向倾斜,合适的D参数的能有效抑制未来可能发生的倾斜。如果D值太小,您会觉得多轴飞行器反应不够灵敏;如果D值太大,也会引起“过敏”。相较于P而言,D反映得更多的是灵敏度,而P反映的是纠正误差的力度。
PID的调整原理与多轴飞行器的设置指南(此文还在持续更新中)
P-I-D:比例-积分-微分整理介绍
当多轴飞行器在PITCH/ROLL/YAW轴上有任意角度变化时,陀螺仪会输出相对于初始位置的偏差角度值。
飞控根据记录的原始位置,使用“PID”程序算法驱动电机,让多轴飞行器回到初始位置。
这是个基于测量角度偏差量,随着时间推移的数据抽样与预测未来位置的数据组合。它提供的信息足以使飞控驱动电机,让多轴飞行器回到平衡状态。
P值是PID中最重要的部分,它直接决定飞行器的飞行效果。
首次起飞前PID的基本调整
请先把PID设置成当前程序版本的初始值。
用手小心抓着飞行器,增大油门直到接近悬停的位置,试着把它向前后左右倾斜,你会感觉到飞行器会产生一个反作用力,压制人为造成的倾斜。
改变P值(ROLL/PITCH)的大小,直到飞行器变得难以随意倾斜。如果没有打开自稳功能,飞控会允许你在一段时间内倾斜飞行器,这是正常情况。
现在尝试前后左右摇动飞行器,增大P值(ROLL/PITCH)直到它自己开始出现抖动,再往回减小一点。
重复操作把YAW的P也调整好。现在已经适合在飞行中调整了。高级调整,了解P、I和D的实际作用
P –纠正飞行器回到初始位置的力度大小。

这个修正力度是一个比例值,反映初始位置偏差值减去飞控输入控制方向变化的组合。
较高的P值会产生较强的修正力去抵抗飞行器位置的偏移。
如果P值太高,在飞行器返回初始位置的过程中会过冲然后再次往反方向修正,接着再次进行回到初始位置的补偿。这会导致飞行器出现持续振荡,严重的话会完全破坏平衡。
增大P值:
飞行器会逐渐变得稳定,但P值太高会造成振荡和失控。
需要注意的是,提高P值会产生一个更强的修正力度,阻止飞行器的偏移。
减小P值:
飞行器会逐渐开始偏移,但P值太低会让飞行器变得非常不稳定。
它会让阻止飞行器偏移的修正力度变弱。
特技飞行:需要的P值稍高。
普通飞行:需要的P值稍低。
??I –对角度变化进行采样与取平均值计算的时间周期

存在偏差时,返回到初始位置有个修正的过程,在修正过程中力度会越来越大,直到达到最大值。
较高的I值会增强稳定的效果。
增大I值:
减小漂移和提升稳定效果,但过大的I值会延长稳定过程的周期,同时也会降低P的效果。
减小I值:
增强反应速度,但会增加漂移和降低稳定效果,同时会提升P的效果。
特技飞行:需要的I值稍低。
普通飞行:需要的I值稍高。
??D –飞行器回到初始位置的速度

较高的D值(数值与效果相反,较高的D值参数上会更接近0)意味着飞行器会快速返到回初始位置。
增大D值:(请记住,增大效果等于减小设定的参数值)
提升修正的速度,也会提升产生修正过量与振荡的几率,同时也会提升P的效果。
减小D值:(请记住,减小效果等于增大设定的参数值)
降低由偏差状态返回初始位置的振荡,恢复到稳定效果的时间变长,同时也会降低P的效果。
特技飞行:增大D值(请注意是减小参数值)。
普通飞行:减小的D值(请注意是增大参数值)。
实际应用中的高级调整(下面这些只是建议)
??特技飞行:

增大P值直到出现振荡,然后稍微减小一点。
改变I值直到悬停漂移达到无法接受的程度,然后稍微增大一点。
增大D值(请注意是减小参数值)直到出现大动作控制时无法接受的振荡。
P值现在可以稍微减小一点。
??稳定飞行(常规/FPV):

增大P值直到出现振荡,然后稍微减小一点。
改变I值直到偏差程度达到无法接受的程度,然后稍微增大一点。
减小D值(请注意是增大参数值)直到出现大动作控制时回中速度变慢,然后稍微增大一点D值(请注意是减小参数值)。
P值现在可以稍微减小一点。
在一般的飞行中,你会找到一组折中的PID值,这是最优化的效果。
其他影响PID的因素

你会倾向于某组PID参数值,但不会有两个最佳状态的飞行器拥有完全同样的参数,这时因为下列的原因造成:
机架的重量/尺寸/材料/硬度
电机的功率/扭力/推力
电机的安装位置/电机的间距
螺旋桨的直径/螺距/材料
机架的平衡效果
操控者的技能


 

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发表于 2016-1-11 16:23:29 | 显示全部楼层
很专业的样子!有图辅助就更好了。
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发表于 2016-1-11 21:15:30 | 显示全部楼层
就是嘛!不过都是耍,其实用点好东西也要好多年就是桨准备多点害怕炸桨
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发表于 2016-1-12 13:40:07 | 显示全部楼层
又学习了知识
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发表于 2016-1-14 02:27:05 | 显示全部楼层
很系统的pid调整指导贴
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QQ
发表于 2016-2-24 12:27:25 | 显示全部楼层
从来不调PID的我还看完了很有帮助
爱修 电机电调

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发表于 2016-3-22 12:43:47 | 显示全部楼层
学习了…感谢 !
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