串级PID控制四轴飞行状态-分析

2024-03-05 12:59

本文主要是介绍串级PID控制四轴飞行状态-分析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

参考网页: http://blog.csdn.net/nemol1990/article/details/45131603

一、概念

  • 单极PID:当你知道系统当前状态和期望状态后,如何将系统从当前状态调整到期望状态是个问题,在此我们可以用PID进行调整,PID分为位置式和增量式,位置式适合舵机等系统,在此使用的是增量式。
    公式:PID=P*e(n)+I*[(e(n)+e(n-1)+…+e(0)]+D*[e(n)-e(n-1)]
    D后面的当前误差减前次误差也可以直接使用陀螺仪的数据代替,原理一样。

  • 单极PID适合线性系统,当输出量和被控制量呈线性关系时单极PID能获得较好的效果,但是四轴不是线性系统,现代学者认为,四轴通常可以简化为一个二阶阻尼系统。为什么四轴不是线性系统呢?首先,输出的电压和电机转速不是呈正比的,其次,螺旋桨转速和升力是平方倍关系,故单极PID在四轴上很难取得很好效果,能飞,但是不好飞。

  • 串级PID就是两个PID串在一起,分为内环和外环PID。在此,我们使用内环PID控制,外环PI控制。单极PID输入的是期望角度,反馈的是角度数据,串级PID中外环输入反馈的也是角度数据,内环输入反馈的便是角速度数据。通俗来讲,内环就是你希望将四轴以多少度每秒的速度运动,然后他给你纠正过来,外环就是根据角度偏差告诉内环你该以多少度一秒运动。这样,即使外环数据剧烈变化,四轴的效果也不会显得很僵硬。

  • 在内环中,PID三个数据作用分别是:P(将四轴从偏差角速度纠正回期望角速度)D(抑制系统运动)I(消除角速度控制静差)

  • 外环PI中,两个数据的作用是:P(将四轴从偏差角度纠正回期望角度)I(消除角度控制静差)

二、单环PID

这里写图片描述
或许有些朋友看得懂框图,但是编程实现有一定困难,在这里笔者给出了伪代码:
这里写图片描述

三、串级PID

这里写图片描述
伪代码:
这里写图片描述

  • 外环PID

    当前角度误差 = 期望角度 - 当前角度
    外环PID_P项 = 外环Kp * 当前角度误差

    当前角度误差积分及其积分限幅
    外环PID_I项 = 外环Ki * 当前角度误差积分

    外环PID输出 = 外环PID_P项 + 外环PID_I项

  • 内环PID

    当前角速度误差 = 外环PID输出 - 当前角速度(直接用陀螺仪输出)
    内环PID_P项 = 内环Kp * 当前角速度误差

    当前角速度误差积分及其积分限幅
    内环PID_I项 = 内环Ki * 当前角速度误差积分

    当前角速度微分(本次角速度误差 - 上次角速度误差)
    内环PID_D项 = 内环Kd * 当前角速度的微分
    内环PID输出 = 内环PID_P项 + 内环PID_I项 + 内环PID_D项

四、以一个最简单的stc的四轴代码为例分析飞行控制

  1. 代码

        #include <STC15F2K60S2.h>   //STC15系列通用头文件#include <intrins.h>        //STC特殊命令符号声明#include <MPU6050.H>        //MPU6050数字陀螺仪#include <STC15W4KPWM.H>    //单片机所有IO口初始化-PWM口初始化//#include <EEPROM.h>       //STC-EEPROM内部存储#include <NRF24L01.h>       //NRF24L01 2.4G无线收发模块//#include <STC15W4K-ADC.h> //STC15W4K-ADC  硬件ADC模数转换#include <IMU.H>            //IMU飞行核心算法//==================================================////  外围引脚定义//==================================================//sbit LEDH3=P5^4; //四轴航向灯 1=灭 0=亮sbit LEDH4=P1^0; //四轴航向灯 1=灭 0=亮sbit LEDH1=P3^2; //四轴航向灯 1=灭 0=亮sbit LEDH2=P3^3; //四轴航向灯 1=灭 0=亮unsigned int LED\_mun=0;  //==================================================//  //  飞行控制变量  //==================================================//  unsigned char JieSuo;   //断开/连接 解锁变量  unsigned int YouMen;    //油门变量    unsigned int HangXiang; //航向变量  unsigned int HengGun;   //横滚变量  unsigned int FuYang;    //俯仰变量  unsigned char  FYHG;    //俯仰横滚变量  unsigned char  GaoDu;   //高度变量  unsigned char  DianYa;  //电压变量  unsigned int ADC1,ADC2; //adc模数转换 10位 结果变量  unsigned char SSLL,lastR0,ZT;     //通讯状态 变量  //==================================================//  //                  全局函数定义  //==================================================//  unsigned char TxBuf[12]; //设置发送长度,最高为32字节      unsigned char RxBuf[12]; //设置接收长度,最高为32字节  //==================================================//  //  PID算法变量  //==================================================//  //连至上位机检查电机轴是否发生弯曲,发现问题电机及时更换  unsigned int YM=0;                      //油门变化速度控制,  int speed0=0,speed1=0,speed2=0,speed3=0;//电机速度参数  int PWM0=0,PWM1=0,PWM2=0,PWM3=0;        //加载至PWM模块的参数  int g_x=0,g_y=0,g_z=0;                  //陀螺仪矫正参数  char a_x=0,a_y=0,a_z=0;                 //角度矫正参数  //*****************角度参数*************************************************  float Last_Angle_gx=0;                    //外环PI输出量  上一次陀螺仪数据  float Last_Angle_gy=0;                        //外环PI输出量  上一次陀螺仪数据   double Gyro_y=0,Gyro_x=0,Gyro_z=0;        //Y轴陀螺仪数据暂存   double Accel_x=0,Accel_y=0,Accel_z=0;     //X轴加速度值暂存   double Angle_ax=0,Angle_ay=0,Angle_az=0;  //由加速度计算的加速度(弧度制)   double Angle_gy=0,Angle_gx=0,Angle_gz=0;  //由角速度计算的角速率(角度制)   double Anglezlate=0;                      //Z轴相关   int data AngleX=0,AngleY=0;               //四元数解算出的欧拉角   double Ax=0,Ay=0;Az=0;                    //加入遥控器控制量后的角度   //****************姿态处理和PID*********************************************   float FR1=0,FR2=0,FR3=0;        //方向控制数据变量   float xdata gx=0,gy=0;              //加入遥控器控制量后的角度   float  data PID_Output;             //PID最终输出量   float xdata ERRORX_In=0;            //内环P 内环I 内环D 内环误差积分 float xdata ERRORX_Out=0;           //外环P 外环I       外环误差积分float xdata ERRORY_In=0;float xdata ERRORY_Out=0;float xdata ERRORZ_Out=0;float xdata Last_Ax=0;float xdata Last_Ay=0;float xdata Last_gx=0;float xdata Last_gy=0;//==================================================////   PID 手动微调参数值//==================================================//// D值只要不超过10都可以,D值在3以上10以下!!! D值不合适飞机就会荡#define Out_XP  15.0f   //外环P#define Out_XI  0.01f   //外环I#define Out_XD  5.0f    //外环D#define In_XP   0.55f   //内环P 720#define In_XI   0.01f   //内环I#define In_XD   3.0f    //内环D 720#define In_YP   In_XP#define In_YI   In_XI#define In_YD   In_XD#define Out_YP  Out_XP#define Out_YI  Out_XI#define Out_YD  Out_XD//float ZP=5.0,ZD=4.0;  //自旋控制的P D#define ZP  3.0f#define ZD  1.0f     //自旋控制的P D#define ERR_MAX 800  ////--------------------------------------------------////  PID算法飞控自平衡 函数//--------------------------------------------------//void Flight(void)interrupt 1 {   //陀螺仪水平校准-后期更新//  Gyro_x = GetData(GYRO_XOUT_H)-g_x;//陀螺仪 值//  Gyro_y = GetData(GYRO_YOUT_H)-g_y;//减掉 校正值//  Gyro_z = GetData(GYRO_ZOUT_H)-g_z;  //  读取MCU6050 寄存器数据Gyro_x = GetData(GYRO_XOUT_H);//读出 X轴陀螺仪数据Gyro_y = GetData(GYRO_YOUT_H);//读出 Y轴陀螺仪数据Gyro_z = GetData(GYRO_ZOUT_H);//读出 Z轴陀螺仪数据  Accel_y= GetData(ACCEL_YOUT_H);//读出 X轴加速度数据Accel_x= GetData(ACCEL_XOUT_H);//读出 Y轴陀螺仪数据        Accel_z= GetData(ACCEL_ZOUT_H);//读出 Z轴加速度数据      //姿态数据算法 (借鉴STC官方算法)Last_Angle_gx=Angle_gx;   //储存上一次角速度数据Last_Angle_gy=Angle_gy;   //储存上一次角速度数据Angle_ax=(Accel_x)/8192;  //加速度处理Angle_az=(Accel_z)/8192;  //加速度量程 +-4g/SAngle_ay=(Accel_y)/8192;  //转换关系   8192LSB/gAngle_gx=(Gyro_x)/65.5;   //陀螺仪处理Angle_gy=(Gyro_y)/65.5;   //陀螺仪量程 +-500度/SAngle_gz=(Gyro_z)/65.5;   //转换关系65.5LSB/度//***********************************四元数解算***********************************IMUupdate(Angle_gx*0.0174533,Angle_gy*0.0174533,Angle_gz*0.0174533,Angle_ax,Angle_ay,Angle_az);//0.174533为PI/180 目的是将角度转弧度//****以下是飞行控制算法***********************************************************************YM=YouMen;   //输入油门量0-1000if(SSLL == lastR0)  //如果RxBuf[0]的数据没有收到 即失联{if(++ZT >= 100){ZT = 101;   //状态标识大于128即1秒没有收到数据,失控保护RxBuf[4] = 128;RxBuf[5] = 128; //触发失控保护 ,缓慢下降,俯仰横滚方向舵归中RxBuf[6] = 128;if(YouMen != 0)    //油门{YouMen--;   //油门在原值逐渐减小YM=YouMen;TxBuf[2]=YM/0xff;//发送 油门参数 高2位 TxBuf[3]=YM%0xff;//发送 油门参数 低8位}}}else{   ZT = 0;         }lastR0 = SSLL;//****以下是飞行控制算法***********************************************************************//************** MPU6050 X轴指向 ***********************************************************//  FR1=0;//关闭横滚FR1=((float)HengGun-128)/6; //得到 横滚数据变量Ax=-FR1+a_x-AngleX;   //角度控制量加载至角度if(YM > 30) ERRORX_Out += Ax;   //外环积分(油门小于某个值时不积分)else        ERRORX_Out = 0;     //油门小于定值时清除积分值if(ERRORX_Out >  ERR_MAX)  ERRORX_Out =  ERR_MAX;  //积分限幅else if(ERRORX_Out < -ERR_MAX)  ERRORX_Out = -ERR_MAX;  //积分限幅PID_Output = Ax*Out_XP + ERRORX_Out*Out_XI+(Ax-Last_Ax)*Out_XD; //外环PIDLast_Ax=Ax;//  if(YM > 20) ERRORX_In += (Angle_gy - PID_Output);   //内环积分(油门小于某个值时不积分)gy=PID_Output - Angle_gy;if(YM > 30) ERRORX_In += gy;    //内环积分(油门小于某个值时不积分)else        ERRORX_In  = 0; //油门小于定值时清除积分值if(ERRORX_In >  ERR_MAX)   ERRORX_In =  ERR_MAX;else if(ERRORX_In < -ERR_MAX)   ERRORX_In = -ERR_MAX; //积分限幅//  PID_Output = (Angle_gy + PID_Output)*In_XP + ERRORX_In*In_XI + (Angle_gy - Last_Angle_gy)*In_XD;    //内环PIDPID_Output = gy*In_XP + ERRORX_In*In_XI + (gy-Last_gy)*In_XD;Last_gy=gy;if(PID_Output >  1000)  PID_Output =  1000;  //输出量限幅if(PID_Output < -1000)  PID_Output = -1000;speed0 = 0 + PID_Output;    speed1 = 0 - PID_Output;speed3 = 0 + PID_Output;    speed2 = 0 - PID_Output;//**************MPU6050 Y轴指向**************************************************FR2=((float)FuYang-128)/6; //得到 俯仰数据变量Ay=-FR2-a_y-AngleY;      //角度控制量加载至角度if(YM > 30)     ERRORY_Out += Ay;               //外环积分(油门小于某个值时不积分)else            ERRORY_Out = 0;                 //油门小于定值时清除积分值if(ERRORY_Out >  ERR_MAX)   ERRORY_Out =  ERR_MAX;else if(ERRORY_Out < -ERR_MAX)  ERRORY_Out = -ERR_MAX;          //积分限幅PID_Output = Ay*Out_YP + ERRORY_Out*Out_YI+(Ay-Last_Ay)*Out_YD; //外环PIDLast_Ay=Ay;gx=PID_Output - Angle_gx;if(YM > 30)ERRORY_In +=gx;                              //内环积分(油门小于某个值时不积分)else            ERRORY_In = 0;                          //油门小于定值时清除积分值if(ERRORY_In >  ERR_MAX)   ERRORY_In =  ERR_MAX;else if(ERRORY_In < -ERR_MAX)   ERRORY_In = -ERR_MAX;   //积分限幅//  PID_Output = (Angle_gx + PID_Output)*In_YP + ERRORY_In*In_YI + (Angle_gx - Last_Angle_gx)*In_YD;    //内环PIDPID_Output = gx*In_YP + ERRORY_In*In_YI + (gx - Last_gx)*In_YD;Last_gx=gx;if(PID_Output >  1000)  PID_Output =  1000;  //输出量限幅if(PID_Output < -1000)  PID_Output = -1000;speed0 = speed0 + PID_Output;   speed1 = speed1 + PID_Output;//加载到速度参数speed3 = speed3 - PID_Output;   speed2 = speed2 - PID_Output;//************** MPU6050 Z轴指向 ***************************** FR3=((float)HangXiang-128)*1.5;//得到 航向数据变量Az=FR3+a_z-Angle_gz;if(YM > 30)     ERRORZ_Out += Az;else            ERRORZ_Out  = 0; if(ERRORZ_Out >  800)   ERRORZ_Out =  800;else if(ERRORZ_Out < -800)  ERRORZ_Out = -800;  //积分限幅PID_Output = Az*ZP + ERRORZ_Out * 0.2f + (Az - Anglezlate) * ZD;Anglezlate = Az;speed0 = speed0 + PID_Output;   speed1 = speed1 - PID_Output;speed3 = speed3 - PID_Output;   speed2 = speed2 + PID_Output;//*****************PID控制数值--X机型控制***************************************************//**************将速度参数加载至PWM模块*************************************************  //速度参数控制,防止超过PWM参数范围0-1000(X型有效)PWM0=(YM+speed1);if(PWM0>1000)PWM0=1000;else if(PWM0<0)PWM0=0;      // 5PWM1=(YM+speed2);if(PWM1>1000)PWM1=1000;else if(PWM1<0)PWM1=0;      // 3PWM2=(YM+speed0);if(PWM2>1000)PWM2=1000;else if(PWM2<0)PWM2=0;      // 4PWM3=(YM+speed3);if(PWM3>1000)PWM3=1000;else if(PWM3<0)PWM3=0;      // 2//满足条件:(解锁=1;2.4G=5;油门大于30)才能控制电机if(JieSuo==1&&YM>=30){PWM(1000-PWM0,1000-PWM1,1000-PWM2,1000-PWM3);} //启动PWM         2 3 4 5else      {PWM(1000,1000,1000,1000);}                     //关闭PWM} //--------------------------------------------------////  时间延时 函数//--------------------------------------------------//void Delay(unsigned int x){unsigned int i,j;for(i=0;i<x;i++)for(j=0;j<250;j++);}//--------------------------------------------------////  定时器0 初始化函数 V2.0//--------------------------------------------------//void Timer0Init(void)   //10微秒@27.000MHz{TR0 = 0;AUXR &= 0x7F;   //定时器时钟12T模式TMOD &= 0xF0;   //设置定时器模式IE  = 0x82;TL0 = 0x1C;     //设置定时初值TH0 = 0xA8;     //设置定时初值TF0 = 0;        //清除TF0标志TR0 = 1;        //定时器0开始计时}//--------------------------------------------------////  程序 主函数//--------------------------------------------------//void main(void){//  unsigned char DCDY;//电池电压 变量unsigned char SHU_mun;/*----华丽的分割线----华丽的分割线----华丽的分割线----华丽的分割线----*/PWMGO();        //初始化PWMDelay(10);    // 延时 100//  InitADC();      //ADC模数转换 初始化Delay(10);    // 延时 100InitMPU6050();  //初始化MPU-6050Delay(10);    // 延时 100init_NRF24L01() ;  //NRF24L01 初始化nRF24L01_RX_Mode(RxBuf);//数据接收Delay(10);    // 延时 100Timer0Init();   //初始化定时器/*----华丽的分割线----华丽的分割线---  ---*/Delay(100); //延时一会 1SYouMen =0;      //初始化油门变量 HangXiang=128;  //初始化航向变量 HengGun =128;   //初始化横滚变量 FuYang  =128;   //初始化俯仰变量/*----华丽的分割线----华丽的分割线----*/EA = 1;  //开总中断PWM(1000,1000,1000,1000);while(1){               nRF24L01_TX_Mode(TxBuf);//数据发送Delay(1);nRF24L01_RX_Mode(RxBuf);//数据接收Delay(1);SSLL     =RxBuf[0];  //接收 失联变量JieSuo   =RxBuf[1];  //接收 命令值if(SSLL != lastR0)  //如果RxBuf[0]的数据没有收到 即失联YouMen   =RxBuf[2]*0xff+RxBuf[3];  //接收 油门变量HangXiang=RxBuf[4];  //接收 航向变量 HengGun  =RxBuf[5];  //接收 横滚变量 FuYang   =RxBuf[6];  //接收 俯仰变量//  XXGG     =RxBuf[7];  //接收 设置参数变量a_x      =RxBuf[8]-128;  //接收a_y      =RxBuf[9]-128;  //接收a_z      =RxBuf[10]-128;     //接收/*----华丽的分割线---*/               LED_mun++;if(JieSuo==1)                //解锁飞机   SHU_mun{   if(LED_mun>600) LED_mun=0;      if(LED_mun>150){LEDH1=0;LEDH2=0;LEDH3=0;LEDH4=0;  //点亮航向灯}else{LEDH1=1;LEDH2=1;LEDH3=1;LEDH4=1;  //关航向灯}if(SHU_mun==1){PWM(600,600,600,600);Delay(1000);    // 延时 SHU_mun=0;}}else                       //锁上飞机{if(LED_mun<50){SHU_mun=1;LEDH1=1;LEDH2=1;LEDH3=0;LEDH4=1;  //点亮1航向灯}else if(LED_mun<100){LEDH1=1;LEDH2=1;LEDH3=1;LEDH4=0;  //点亮2航向灯}else if(LED_mun<150){LEDH1=1;LEDH2=0;LEDH3=1;LEDH4=1;  //点亮3航向灯}else if(LED_mun<200){LEDH1=0;LEDH2=1;LEDH3=1;LEDH4=1;  //点亮4航向灯}else{ LED_mun=0;   }}/*----华丽的分割线----*/}}
    
  2. 解析

    HangXiang=RxBuf[4];  //接收 航向变量 
    HengGun  =RxBuf[5];  //接收 横滚变量 
    FuYang   =RxBuf[6];  //接收 俯仰变量
    a_x      =RxBuf[8]-128;  //角度矫正参数
    a_y      =RxBuf[9]-128;  //角度矫正参数
    a_z      =RxBuf[10]-128;     //角度矫正参数
    Gyro\_x = GetData(GYRO_XOUT_H);//读出 X轴陀螺仪数据    
    Gyro\_y = GetData(GYRO_YOUT_H);//读出 Y轴陀螺仪数据    
    Gyro\_z = GetData(GYRO_ZOUT_H);//读出 Z轴陀螺仪数据     
    Accel\_x= GetData(ACCEL_XOUT_H);//读出 X轴加速度数据  
    Accel\_y= GetData(ACCEL_YOUT_H);//读出 Y轴加速度数据           
    Accel\_z= GetData(ACCEL_ZOUT_H);//读出 Z轴加速度数据     YM=YouMen;   //输入油门量0-1000
    

四元数解算

        void IMUupdate(float gx, float gy, float gz, float ax, float ay, float az){float idata norm;float idata vx, vy, vz;float idata ex, ey, ez;norm = sqrt(ax*ax + ay*ay + az*az); //把加速度计的三维向量转成单维向量   ax = ax / norm;ay = ay / norm;az = az / norm;//  下面是把四元数换算成《方向余弦矩阵》中的第三列的三个元素。 //  根据余弦矩阵和欧拉角的定义,地理坐标系的重力向量,转到机体坐标系,正好是这三个元素//  所以这里的vx vy vz,其实就是当前的欧拉角(即四元数)的机体坐标参照系上,换算出来的//  重力单位向量。vx = 2*(q1*q3 - q0*q2);vy = 2*(q0*q1 + q2*q3);vz = q0*q0 - q1*q1 - q2*q2 + q3*q3 ;ex = (ay*vz - az*vy) ;ey = (az*vx - ax*vz) ;ez = (ax*vy - ay*vx) ;exInt = exInt + ex * Ki;eyInt = eyInt + ey * Ki;ezInt = ezInt + ez * Ki;gx = gx + Kp*ex + exInt;gy = gy + Kp*ey + eyInt;gz = gz + Kp*ez + ezInt;q0 = q0 + (-q1*gx - q2*gy - q3*gz) * halfT;q1 = q1 + ( q0*gx + q2*gz - q3*gy) * halfT;q2 = q2 + ( q0*gy - q1*gz + q3*gx) * halfT;q3 = q3 + ( q0*gz + q1*gy - q2*gx) * halfT;norm = sqrt(q0*q0 + q1*q1 + q2*q2 + q3*q3);q0 = q0 / norm;q1 = q1 / norm;q2 = q2 / norm;q3 = q3 / norm;AngleX  = asin(2*(q0*q2 - q1*q3 )) * 57.2957795f; // 俯仰   换算成度AngleY = atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1)* 57.3; // roll //  AngleY = asin(2*(q0*q1 + q2*q3 )) * 57.2957795f; // 横滚}

无人机失联-关闭油门

    if(YouMen != 0)    //油门  {  YouMen--;   //油门在原值逐渐减小  }  

横滚

    FR1=((float)HengGun-128)/6; //得到 横滚数据变量  Ax=-FR1+a_x-AngleX;   //角度控制量加载至角度if(YM > 30) ERRORX_Out += Ax;   //外环积分(油门小于某个值时不积分)else        ERRORX_Out = 0;     //油门小于定值时清除积分值if(ERRORX_Out >  ERR_MAX)   ERRORX_Out =  ERR_MAX;  //积分限幅不超过800else if(ERRORX_Out < -ERR_MAX)  ERRORX_Out = -ERR_MAX;  //积分限幅不小于-800  PID_Output = Ax*Out_XP + ERRORX_Out*Out_XI+(Ax-Last_Ax)*Out_XD;   //外环PIDLast_Ax=Ax;gy=PID_Output - Angle_gy;if(YM > 30) ERRORX_In += gy;    //内环积分(油门小于某个值时不积分)else        ERRORX_In  = 0; //油门小于定值时清除积分值if(ERRORX_In >  ERR_MAX)   ERRORX_In =  ERR_MAX;else if(ERRORX_In < -ERR_MAX)   ERRORX_In = -ERR_MAX; //积分限幅PID_Output = gy*In_XP + ERRORX_In*In_XI + (gy-Last_gy)*In_XD;  //内环PIDLast_gy=gy;if(PID_Output >  1000)  PID_Output =  1000;  //输出量限幅if(PID_Output < -1000)  PID_Output = -1000;speed0 = 0 + PID_Output;    speed1 = 0 - PID_Output;speed3 = 0 + PID_Output;    speed2 = 0 - PID_Output;

俯仰

    FR2=((float)FuYang-128)/6; //得到 俯仰数据变量Ay=-FR2-a_y-AngleY;      //角度控制量加载至角度if(YM > 30)     ERRORY_Out += Ay;               //外环积分(油门小于某个值时不积分)else            ERRORY_Out = 0;                 //油门小于定值时清除积分值if(ERRORY_Out >  ERR_MAX)   ERRORY_Out =  ERR_MAX;else if(ERRORY_Out < -ERR_MAX)  ERRORY_Out = -ERR_MAX;          //积分限幅PID_Output = Ay*Out_YP + ERRORY_Out*Out_YI+(Ay-Last_Ay)*Out_YD; //外环PIDLast_Ay=Ay;gx=PID_Output - Angle_gx;if(YM > 30)ERRORY_In +=gx;                              //内环积分(油门小于某个值时不积分)else            ERRORY_In = 0;                          //油门小于定值时清除积分值if(ERRORY_In >  ERR_MAX)   ERRORY_In =  ERR_MAX;else if(ERRORY_In < -ERR_MAX)   ERRORY_In = -ERR_MAX;   //积分限幅PID_Output = gx*In_YP + ERRORY_In*In_YI + (gx - Last_gx)*In_YD;Last_gx=gx;if(PID_Output >  1000)  PID_Output =  1000;  //输出量限幅if(PID_Output < -1000)  PID_Output = -1000;speed0 = speed0 + PID_Output;   speed1 = speed1 + PID_Output;//加载到速度参数speed3 = speed3 - PID_Output;   speed2 = speed2 - PID_Output;

航向

    FR3=((float)HangXiang-128)*1.5;//得到 航向数据变量Az=FR3+a_z-Angle_gz;if(YM > 30)     ERRORZ_Out += Az;else            ERRORZ_Out  = 0; if(ERRORZ_Out >  800)   ERRORZ_Out =  800;else if(ERRORZ_Out < -800)  ERRORZ_Out = -800;  //积分限幅PID_Output = Az*ZP + ERRORZ_Out * 0.2f + (Az - Anglezlate) * ZD;Anglezlate = Az;speed0 = speed0 + PID_Output;   speed1 = speed1 - PID_Output;speed3 = speed3 - PID_Output;   speed2 = speed2 + PID_Output;

将速度参数加载至PWM模块

    PWM0=(YM+speed1);if(PWM0>1000)PWM0=1000;else if(PWM0<0)PWM0=0;      // 5PWM1=(YM+speed2);if(PWM1>1000)PWM1=1000;else if(PWM1<0)PWM1=0;      // 3PWM2=(YM+speed0);if(PWM2>1000)PWM2=1000;else if(PWM2<0)PWM2=0;      // 4PWM3=(YM+speed3);if(PWM3>1000)PWM3=1000;else if(PWM3<0)PWM3=0;      // 2//满足条件:(解锁=1;2.4G=5;油门大于30)才能控制电机if(JieSuo==1&&YM>=30){PWM(1000-PWM0,1000-PWM1,1000-PWM2,1000-PWM3);} //启动PWM         2 3 4 5else      {PWM(1000,1000,1000,1000);}                     //关闭PWM

这篇关于串级PID控制四轴飞行状态-分析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/776593

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