平衡小车PID，就该这么调！！！
Editor's Note
看龙哥搞机~
The following article is from 大鱼机器人 Author 张巧龙
上一篇文章：看完这篇文章，还不会做平衡小车，你来打我。
1、PID
2、直立环PID
/*******************************************************************函数功能：直立PD控制入口参数：角度、机械平衡角度（机械中值）、角速度返回 值：直立控制PWM作 者：公众号【大鱼机器人】******************************************************************/int balance_UP(float Angle,float Mechanical_balance,float Gyro){ float Bias;//角度误差 int balance;//直立环计算出来的电机控制pwm Bias=Angle-Mechanical_balance; //===求出平衡的角度中值和机械相关 balance=balance_UP_KP*Bias+balance_UP_KD*Gyro; //===计算平衡控制的电机PWM PD控制 kp是P系数 kd是D系数 return balance;}从程序上看：
2.1 直立环 P 范围确定：
balance=balance_UP_KP*Bias+balance_UP_KD*Gyro;2.2 直立环 P 极性确定：
极性也就是符号，P到底是给正的，也是负的。
直接给kp正负值，然后观察现象：
正常出现的现象是负反馈，小车往那边倒，电机转动使得小车往要倒的方向去追。使得小车能够往反方向站起来！
如果出现正反馈，车往哪边倒，电机转动使得小车快速倒下。这种现象就是不对的。
2.3 直立环 P 大小确定：
慢慢试错，从小到大，响应慢慢加快也就是小车倒下后恢复直立的时间越来越短，直到小车出现大幅度的低频抖动！
此时的P可以确定。
2.4 直立环 D 极性确定：
D的极性较为好确定，设P为0，D给正负值，分别去试，看效果。
当拿起小车进行旋转时，小车的轮子应该是小车旋转方向相同，此时说明极性是对的。
如果小车的轮子转动和小车的转动方向不相同，说明此时极性是反的！
2.5 直立环 D 大小确定：
3、速度环
/**************************************入口参数：电机编码器的值返回 值：速度控制PWM作 者：公众号【大鱼机器人】**************************************/int velocity(int encoder_left,int encoder_right){ static float Velocity,Encoder_Least,Encoder,Movement; static float Encoder_Integral; //=============速度PI控制器=======================// Encoder_Least =(Encoder_Left+Encoder_Right)-0; //===获取最新速度偏差==测量速度（左右编码器之和）-目标速度（此处为零） Encoder *= 0.7; //===一阶低通滤波器 Encoder += Encoder_Least*0.3; //===一阶低通滤波器 Encoder_Integral +=Encoder; //===积分出位移 积分时间：10ms if(Encoder_Integral>10000) Encoder_Integral=10000; //===积分限幅 if(Encoder_Integral<-10000) Encoder_Integral=-10000; //===积分限幅 Velocity=Encoder*velocity_KP+Encoder_Integral*velocity_KI; //===速度控制 if(pitch<-40||pitch>40) Encoder_Integral=0; //===电机关闭后清除积分 return Velocity;}3.1 速度环 P 范围确定：
同样的，和直立环P的大小范围确定一样，我们需要得到电机编码器的最大值和PWM的最大值的关系！
从程序中可以看到，我们应该比较的是，2个电机的速度偏差和pwm的关系。
比如：用STM32定时器的正交解码模式对电机进行测速，10ms一次。
小车电机满速旋转时，左右两个电机，编码器相加可达160。
假设速度偏差（实际测量值与理想值）达到50%时满转。
那么有，160/2=80，7200/80=90，也就说kp最大为90。
(注意，这里只是在假设50%的前提下).
90只是一个参考值，具体多少，还是需要根据，实际测试的效果。
3.2 速度环 P 极性确定：
确定P的极性，需要关闭前文的直立环，也就是说整个系统的控制参数只能有速度环的P。
单单靠直立环控制小车，小车能短暂直立，但会出现往前走或往后走，然后倒下，那么速度环就是用来抑制此现象的出现。
从上文程序中可以看到：
Encoder_Least =(Encoder_Left+Encoder_Right)-0; //===获取最新速度偏差==测量速度（左右编码器之和）-目标速度（此处为零）这句程序的意思就是，获取最新速度偏差，控制小车目标速度为0。
直立环中控制小车不倒下是用来控制小车的角度，所以直立环的机械中值是：角度
速度环控制小车不倒下是用来控制小车的速度，所以速度环的“中值”就是：速度为0
应该不难理解！
那么如何抑制小车速度为0呢?
既然我们可以知道小车的当前速度，只要速度环的P为正反馈即可，意思就是假如向前倒，那么小车就要以更快的速度向前冲，保持直立。
同样的，屏蔽前文的直立环，分别给速度环P正负值，看现象。
正反馈的现象为：
当旋转其中一个轮子，两个轮子往相同方向旋转，到速度最大值。此时应该为正反馈。此时的现象说明，速度环的P极性是对的！
如果出现旋转其中一个轮子，另外一个轮子往反方向转动，让偏差趋向于零。这就是负反馈，此时说明P极性错误！
3.3 速度环 P 大小确定：
确定P极性和大小之后，由于P和I有比例关系且P为I的200倍！P和I的大小可以一同调试，可以将P和I慢慢从小到大的参数去试，观看小车效果。
如果出现以下效果：
1、小车放在地上，慢慢的，随着时间越来越长，小车会来回晃荡，此时可以认为P和I的参数过小。
2、小车放在地上，用手去推，如果小车无法回到初始位置，一直来回晃荡，来回晃荡的时候，车身出现较为大的倾斜，此时可以认为P和I的参数过大。如果车身没有出现较大的倾斜，只是小车来回晃荡，此时可以认为P和I的参数过小。
关于速度环的初步调试，大致就讲到这里，这种试错的方法是较为愚钝的，但却是较为方便且简单的一种方法。
4、转向环
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