Pixhawk无人机教程-5.3.1 姿态PID

姿态PID

• 飞机的姿态控制是由一个嵌套的PI->PID循环控制的。
• 调试内部的PID环路对飞机拥有良好的飞行姿态至关重要。
• 外部的PI环路对期望的飞行效果影响较小。

目录

1. 姿态PID
2. 概览
3. PID速率调试
4. PI控制调试

概览

• 内部PID环路影响飞机的预期的旋转角速度，并将这个角速度和陀螺仪的输出相比较。
• 误差被反馈到PID控制器然后被送到电机以实现正确的旋转。
• 这种方法是Rate（特技）模式，自稳模式和其他所有模式的核心。
• 这对调整你飞机的也最关键外部的PI循环产生期望的旋转角速度。
• 这个环路的输入既可以是飞手摇杆的移动，也可以是在稳定模式下尝试去实现一个特殊的角度时产生的。

为了在使用一连串命令控制电机输出时能做到流畅，采用了一种较好的方法，这种方法如下图标所示（只列出了对Roll的控制方法）。

PID速率调试

参数： RATE_RLL_P和RATE_PIT_P为比例响应参数并且默认值是0.14。

• 根据飞机重量和动力的不同，这两个参数将会发生一些变化。
• 如果你的飞机剧烈震荡，需要降低这两个值。
• 如果飞机反应迟钝，需要提升这两个值。
• 这是第一个需要调试的参数。
• 如果它们不正确，调整其它参数也没有任何意义。

参数： RATE_RLL_I和RATE_PIT_I默认状态下被设置几乎为0。

• 这些参数被用来控制飞机旋转速度的灵敏度。 如果飞机在旋转时没有达到预期的旋转比率，这些项将会起作用。

参数： RATE_RLL_I和RATE_PIT_I默认状态下被设置为0.0025。

• 这些参数用来抑制飞机向目标角度的加速度。 如果设置的太高，你将会看到飞机在pitch和roll轴上有快速、小幅震荡。
• 如果因为D项使飞机在控制输出上达到饱和，你也有可能会暂时失去对飞机pitch和roll的控制。

参数： STAB_D默认为.06。

• 这抑制飞行器旋转的加速度，并可以在设定点变化后（快速的角度变化）消除那些小的晃动。
• 这和RATE_RLL_D相似但只抑制加速度。
• STAB_D和RATE_RLL_D相似，但是它是未过滤过的（更快）并天然的比RATE_RLL_D噪音更低。
• 就像RATE_RLL_D一样，值过大可能引起震荡，或因为D项使控制输出饱和导致临时在pitch或roll失控。

注意：

• 调试飞机时，先将RATE_I和RATE_D设置为0，然后只调试RATE_P。
• 等RATE_P调试完成，再调试RATE_I和RATE_D。

PI控制调试

参数： STB_RLL_P和STB_RLL_P默认设置为4.5，或者说是每1度误差会用4.5°每秒的旋转。

• 如果飞手根据自己的输入想让飞机得到或多或少的旋转速度值，请调整这两个值。
• 较大的八轴飞机需要较小的值，比如说3.5，否则的话你的飞机将像秋千一样前后震荡

参数： STB_RLL_I和STB_PIT_I用来使飞机克服不平衡。

• 如果飞机自身不平衡，这些项将使飞机保持平衡。
• 数值越高，飞机将会补偿的越快。
• 低数值将会使飞机在几秒内产生缓慢震荡。
• 如果你准备使用这些项，在调速时要考虑到和RATE_I潜在的冲突。
• 最好将它们其中一个设置为0。