[求助]自平衡车参数调节问题
我的车稍微一碰就倒了。我的算法是对角度PID，输出作为两轮速度给定，然后对速度误差PID输出送给PWM调节。我现在是只用P能稳定，小角度振荡，但一碰就会倒；还有个问题就是当车稳定一段时间时，车子会沿着一个方向漂移，速度越来越快，最后倒下。这个应该是稳态误差，我加入积分后有所改善，但有时候还是会倒。请问各位大大怎样增强车子的鲁棒性？我看zlstone的车使劲推一下都不倒。zlstone的程序我看了，车抗扰能力差好像要用车速和车位移来修正，不是很清楚。求各位指点，谢谢！ 没人来看啊？各位随便发表点意见啊。。 倒下了就自己站起来嘛。你扶它它永远都不会站立。:) 回复【2楼】hemjidn
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。。。 呵，不同的状态就该用不同的模式，例如大外力震荡就允许大的摆幅，达到小摆幅就换模式。好像有个东西叫收敛吧。 首先应该对角速度做反馈控制（内环），然后才是角度的反馈控制（外环）
平衡小车用手推不倒，而且能手能感觉到反馈电流扭矩，主要是靠瞬时角速度反馈来做到的
我做了三个电流、角速度、姿态（角度）三个闭环，儿子用皮球砸它都不倒：
http://www.tudou.com/programs/view/89n6zMiFvcw/
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_595854XRR85G.JPG
(原文件名:未命名.JPG)
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4374583&bbs_page_no=2&bbs_id=1025) 呵呵 feng_matrix大大来啦，谢谢你的指点啊，很有道理啊，应该是相应不及时啊，加个内环应该会很有效。我试下。你的视频我早看过了，抗扰能力很好啊！你有对车速、车位移控制来控制平衡么？还有电流环我没有传感器，应该没多大关系吧。 目前还没有对位移做反馈，所以你看视频里儿子用皮球一砸，小车虽然不会倒，但得到一个水平方向的惯量，平移了很多
过段时间有空会再加上水平加速度的两阶积分算位移，然后PID反馈控制之，还在阿莫那里买了很多光电鼠标传感器，也准备以后用上 一定要分段啊，总试图用一个PID来做是事倍功半的。
就好比挖掘机不能用来夹鸡蛋一样……不同的范围，要用不同的参数和算法
如果以角速度和角加速度做一个坐标系，则可以很容易发现，13象限和24象限有一些有趣的共同点……
提示到此为止…… 回复【8楼】Gorgon Meducer 傻孩子
一定要分段啊，总试图用一个pid来做是事倍功半的。
就好比挖掘机不能用来夹鸡蛋一样……不同的范围，要用不同的参数和算法
如果以角速度和角加速度做一个坐标系，则可以很容易发现，13象限和24象限有一些有趣的共同点……
提示到此为止……
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等大侠的书啊，头发都白了呀！ 回复【9楼】feng_matrix 悟
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都是大侠啊，受教了。我研究研究。谢谢各位！ 回复【9楼】feng_matrix 悟
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角速度内环是单独一个很短的定时中断么？运算出的控制量inc_u(t)就累加到总体的控制量u(t)上吧? 我现在还没做，我把采样周期从原来的10ms缩短到了4ms（控制程序大约有3.8ms），应该够及时了吧，可现在还是调不好。不知道你的角速度环采样周期多长时间？
还有我用的是atmega16，现在3个定时器都用了，一个PWM输出，一个做采样周期，一个做测速。一旦我再用一个定时器的话，就必须把测速的定时器用掉，这是不可能的，因为以后要考虑行走。我用的是T法测速，一圈只有一个霍尔传感器必须有定时器定时，要是M法的话可以像zlstone那样直接在采样周期到后，查看累加了多少脉冲就行了，腾出一个定时器来。
另外请教下你，PID参数你是怎么调的，按照什么步骤，有时候站稳了，稍微瘦点扰动就慢慢发散了，加大微分应该是减小超调，但效果不怎么明显。P和D都影响了什么？我的PWM周期是255，PID输出就要限幅为-255~255，那么这个倾角PID参数大概在什么范围？ 自己顶一个，feng_matrix 大侠快看进来啊！ 顶 采样周期取决于器件性能，一般是越快越好，角速度积分的Dt，也是越小求解角度越精确。
控制周期取决于电机及机械时间常数，这种小车应用取几十毫秒就行了。
好电机的时间常数应该可以查到，一般有铁芯的微电机在几十毫秒到上百毫秒左右，空心杯电机要低些，因为转子质量小频响高
机械时间常数跟你做的车体结构、质量分布及传动方式有关，这个精确计算不容易，但一般都是慢于电机响应速度的。
关于PID参数的选择，仅凭LZ说的信息我是没法给你个具体参数值的
首先要明确你说的PID是否是角速度的PID？角速度的积分实际就是角度信息，你是只对角速度做PID呢？还是对倾角也做了PID？
如果有对倾角的闭环控制，首先要保证倾角计算的合理性，不能直接用加速度计的倾角，他会被加减速时的线加速度干扰。
我自己是把角速度积分分离出来的，在采样周期里高速做积分，并与加速度倾角做数据融合，可用KALMAN滤波或者互补滤波算法。
简单的控制模型，注意这个图是相对于倾角控制的，Kp代表角度反馈量，Kd代表角速度反馈量，换成一般讲的角速度控制，就是PI控制
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_35/ourdev_609429KW9RQ5.JPG
(原文件名:未命名.JPG)
简单的调试方法：
角速度反馈P量（就是上图中的角度Kd）的调整比较简单，手捏住轮子固定，然后推车身，正反向都有明显阻力即可，比开始振荡时稍微小点就行了
－－这个就相当于上图中的“阻尼器”。
然后P量设为0，调试角度反馈量（就是上图中的角度Kp），方法一样，保证车身在明显倾斜时能够缓慢反馈纠正即可。
－－这个就相当于上图中的“复位弹簧”。
－－你可以想象：
如果上图中只有“复位弹簧”没有“阻尼器”时，小车偏移后能归中，但过程会很长，有个收敛的摆动过程
如果上图中只有“阻尼器”没有“复位弹簧”时，小车对瞬时倾斜有很强的阻尼，但由于确少绝对参照永远不会归中
然后把两种反馈都加上，结合起来再调整下基本就OK了，一般的平衡车、四轴、航模直升机锁尾之类应用，基本都是这个PI算法。
关于角速度的微分量D，它实际控制的角加速度，不能照书本上片面的理解为“增加就可减小超调”
它的前提是输入信号必须“干净”，而且D量的反馈量要能被机械执行机构快速响应。
而在使用微机械惯性传感器作为输入的系统中，微机械传感器输出的高频噪声是非常大的
对于这种淹没在运动噪声中的信号求解加速度（D量）反馈，一般都是没效果，甚至是加速振荡的
要用好D量，首先要做好高低通滤波，找到系统的运动频谱，缩小通带，这个是最基础的，但最容易被忽视。 mark 真的不好做呀，我都研究好长时间了，越来越感觉难啊 谢谢feng_matrix的解答！
我的车做完了，见此贴：http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4506043&bbs_id=3032 我的也调出来了，但还有些不稳，在向一个方向偏时出现抖动，继续努力中、、、、、、、 mark mark 学习了，看来我还得增加点算法结构上的东西啊。角速度环没用过，研究一下。 学习了，继续奋斗自平衡车去~ 回复【5楼】feng_matrix 悟
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请教前辈：
您所说的 先对角速度做反馈控制（内环），然后对角度做反馈控制（外环） 是串级控制吗？
我按照自己的理解画了一个控制系统框图，框图如下，不知对不对，还请您指教 ^_^
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_50/ourdev_711085QBYLHG.jpg
(原文件名:平衡车双闭环控制系统图.jpg) 回复【楼主位】feng741 梦不落
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楼主在吗？我车子的情况跟楼主一模一样，希望楼主能够给点意见./emotion/em021.gif 好贴留名！
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