最新基于stm32的四旋翼飛行器設計-資料下載頁
2025-06-28 05:43本頁面
【正文】 圖51純P調節(jié)（Kp大，穩(wěn)態(tài)誤差小，響應快，但超調大） PI調節(jié)（TI小，響應速度快，超調大，系統(tǒng)震蕩加?。㏄I調節(jié)（在同樣積分常數Ti下，減小比例增益Kp可減小超調，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性）PD調節(jié)（引入微分項，提高了響應速度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性但不能消除系統(tǒng)的余差）PD調節(jié)（微分時間越大，微分作用越強，響應速度越快，系統(tǒng)越穩(wěn)定）PID調節(jié)（PD基礎上I作用的引入消除了余差，達到了理想的多項性能指標要求：超調、上升時間、調節(jié)時間、余差等） 心得在整定PID參數時，PID三個參數的大小都不是絕對的，而是相對的。也就是說，如果發(fā)現一個參數比較合適，就把這個參數固定死，不管別的參數怎么變化，永遠不動前面固定的參數。這是要不得的。串級調節(jié)系統(tǒng)，在整定參數時，一般把主、副調隔離開來，先整定一個回路，再全面考慮。一般而言，先整定內回路。把PID參數隔離開來，先去掉積分、微分作用，讓系統(tǒng)變?yōu)榧儽壤{節(jié)方式，再考慮積分，最后考慮微。 第六章 總結首先，為了讓四軸平穩(wěn)的懸?；蝻w行在半空中，四個電機必須提供準確的力矩假設力矩與電機PWM輸出呈線性關系，也就是必須提供準確的4路PWM4路PWM由遙控器輸入(期望角度)、PID算法及其參數和姿態(tài)解算輸出(當前角度)組成，假設遙控器輸入不變(類似脫控)、PID算法及其參數也較為準確(PID參數無需十分精確，但只要在某個合理的范圍內，控制品質差不了多少)，也就是姿態(tài)解算的輸出必須是十分準確的，可以真實反應飛行器的實際角度姿態(tài)解算的結果由加速度計和陀螺儀給出，根據前述慣性導航的描述，加速度計補償陀螺儀，因此要得到精確的姿態(tài)解算結果，務必要求加速度輸出精確的重力加速度g這里僅討論懸停飛行，因此忽略掉額外的線性加速度(事實證明，在四軸強機動飛行過程中，線性加速度必須要考慮并消除)，假設加速度計輸出重力加速度g，這個重力加速度g必須十分“精確”?？偨Y一下：精準力矩精準PWM精準姿態(tài)加速度計輸出“精確”重力加速度g。這里的“精確”打了引號，意思不是說加速度的性能十分好，要輸出精確的當地加速度g，而是說它能夠準確反應機架的角度。為了達到懸停、平穩(wěn)的飛行效果，控制算法輸出的PWM會讓加速度計輸出的重力加速度g在XOY平面內的分量就可能少，也就是說：PID控制算法控制的不是機架水平，而是加速度計水平，PID不知道機架是什么東西，它只認加速度計，它的使命就是讓加速度計水平。我現在假設加速度計與機架存在某個角度，比如右傾30176。，四軸主視圖如圖61所示。圖61加速度計(紅線)與四軸機架的水平面(虛線)呈30176。起飛后，PID控制算法會嘗試將加速度計調整至水平位置，因此四軸就會往圖中左邊飄，傾斜角度也為30176。這就是為什么飛機無法垂直起飛，或者飛行過程中往一個方向飄的原因：加速度計和機架沒有水平。因此在加速度計的機械安裝時，盡量保證加速度計與機架水平。如果有些朋友已經將加速度計固定在飛控板上，可以通過遙控器的通道微調功能設置懸停時的期望角度，軟件上校正這種機械不水平。除了上述討論的加速度計安裝水平問題，也需要對加速度計進行零偏置校正，具體的方法叫做6位置標定法：即將加速度計沿著6個方向放置，分別記錄重力加速度計g在6個方向上的最大輸出值，然后取平均，得到圓球的中心點(這里假設g投影為球，實際上為橢球，需要進行最小二乘法擬合求三軸標定系數)。最后提一點，如果加速度計和遙控器均做了調整，飛機可以做到垂直起飛，并且飛行效果還行，但是飛機的回中速度較慢，感覺就像是在抬轎子一樣。具體描述：懸停時，猛往一個方向打搖桿后立即放手，飛機會往搖桿方向走很遠才停下。這是因為飛機過于穩(wěn)定，也就是內環(huán)的作用過強或者外環(huán)作用過弱導致，解決方法是降低內環(huán)P或者加大外環(huán)P。 參考文獻[1] [J].公路交通技術,2012,第6期:137138.[2] 姬江濤,扈菲菲,賀智濤,杜新武,[J].農機化研究,2013,第2期:14.[3] 趙晨,[J].湖北電力,2012,第36卷第6期:3536.[4] 張鵬,程飛,曹宇強,孫來,[J].科技廣場,2010,09期:145147.[5] 王帥,[J].兵工自動化,201103,第30卷第3期:7880.[6] 劉慶元,徐柳華,沈彩蓮,[J].測繪科學,2010,第35卷第1期:2830.[7] 岳基隆,張慶杰,[J].電光與控制,201010,第17卷第10期:4652.[8] [J].測繪通報,2006,09:58. [9] 許佩珍,[N].北京航空航天大學學報,1997,23(4),487~491 [10] [M].：哈爾濱工業(yè)大學,2000. [11] 陳志明, 王惠南, 劉海穎. 全角度歐拉角與四元數轉換研究[J]. 2006. [12] [M].北京:北京航空航天大學出版社,
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