四轴飞行器，PID调节过程心得记录_烤四轴无人机pid整定

初次接触四轴，编写四轴的姿态PID控制部分，，横滚俯仰是把遥控器的杆量转换为目标角度，然后目标角度PID运算转换为目标角速度，然后目标角速度PID运算转换为电机输出量，，航向是直接把杆量转换为角速度，然后角速度PID运算转换为电机输出量。。横滚俯仰即有角度也控制也有角速度控制，航向由角速度控。。

大概控制系统可见下图。

程序写完后，PID调节了一下下午，，现在把一些体会写出来，，分享一下

1，横滚俯仰的PID基本是一致的，把横滚调出来，俯仰基本一样的。首先把四轴用一个铁棍绑起来，然后固定在一个地方能够横滚转动。首先把外环的角度转换为角速度的PID量全部置为0，，这样的话除了油门，，横滚方向杆量对四轴无影响。。这样先把内环的角速度PID调节好。先调节速度的P。直到四轴能稳定在一个地方（不一定水平，随便一个位置都可能），这时人为给一个外力，有一个速度，看看四轴能不能自己回稳，看一下回稳的过程怎么样。。如果给一个外力四轴开始自激震荡失稳，说明是速度的P量给太大了，把P改小，，改小后发现给一个外力不会自激震荡失稳了，但是回稳的过程中四轴依然还是有震荡，说明P还是太大，改小。如果发现给一个外力回稳的过程太慢或者不能回到开始的稳定状态，说明P值小了，给的力不够，就把P值调大。。当调节到给一个外力能迅速恢复到稳定状态而且不会震荡，说明内环的P值差不多可以了。。现在调节外环的角度P。。给一个默认的角度P看一下现象，，给了角度P以后，当加油门的时候四轴应该会回到一个水平状态（这时杆量的输出都是0，目标角度都是0，所以加油门会回到水平状态），这时的调节方法跟内环速度环差不多，，如果加油门会水平过程中，震荡比较大就是角度P给大了，改小。把四轴调节到基本水平，，这时打杆来调节，，打杆，看四轴能不能迅速达到想要的角度并稳定下来，，如果震荡则改小角度P如果太缓慢就增大，，当差不多是，这时左右迅速打横滚杆，看四轴能不能跟得上，这时如果产生震荡说明角度P的值还是大了，，改小，，如果不震荡这时加大油门，，在大油门的情况下迅速左右打横滚杆，，看看是否会有震荡，，如果有则改小角度P的值。。。

2，调节航向，调节航向时绑着操作不方便，，这时首先有人用手拿着，另一个人打航向杆，，拿着四轴的人感觉一个回稳力道，，凭个人感觉，这个力不要太钢也不要太柔，，进一步调节就要实际飞行调节，，，感觉差不多的那个航向的P值基本可以飞行，，飞行过程中感受操作。调节。我们组装的四轴貌似不太平，有一个右旋的力，刚开始一飞起来之后会匀速很小速度右旋，，这时分析右旋，没有打杆量，程序正确，。这时的力就是四轴本身的力，，飞起来的时候速度太小右旋这时的陀螺给出的P值得量就太小了，根本一直不了右旋，，，这时需要增大积分来抑制这个自身的右旋力，，增加积分，，如果还右旋就继续增大，，直到这个积分能抑制住这个航向的右旋。。。。OK一个基本适应我们平台的PID基本调节好了。。。。控制系统中基本用的PI，，D的值给力一个很小的量，，基本不用调节。

3，调节过程中程序方面的一点经验。。刚开始在航向虚位的一个处理中，出现了点差错，导致打航向之后，四个电机输出有差距，杆量回中之后，会残留一部分的差距不表回去，开始分析是积分部分出来问题，，然后注释掉积分，只剩下P量，，只是的那个差距依然存在，，说明不是积分的问题，，是程序哪部分出现问题，根据逻辑往上追溯，，最终找到是处理虚位是出现了错误，当值有残留差距。。

4，结构体中积分部分要用全局的变量，这样每次调用的时候积分才能累加起来（或者static的静态变量），积分要在状态变化时要清零。。控制中要用到上一次运算值得时候，这种情况最好给lastErr这种值初始化为0，为了保险起见。。有些平台可能会给随机数。。

5，现在四轴航向还有一个问题，，就是四轴的右旋抑制住了，，但是在实际飞行中，，如果快速大幅度打杆量（航向杆不动）的情况下，，，航向依然会右旋。。现在思考是输出限幅的问题，，明天继续解决