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stm32平衡车

作者：花生_TL007 | 2024-03-28 19:05:27

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stm32平衡车

目录

一.所需材料

二.PID算法（简单说明）

直立环

速度环

串级PID 

三.使用到的外设 

         1.定时器输出比较-PWM

2.定时器编码器模式 

3.编码器读取速度 

4.电机驱动函数

5.外部中断

四、小车

        调试 

一.所需材料

1.陀螺仪MPU6050--读取三轴的加速度和角速度，然而我们平衡车需要的不是加速度和角速度，而是需要实时的角度，即我们还需要进行姿态角转换，可以直接移植正点原子的DMP函数

2.TB6612电机驱动，l298N也可，我用的是TB6612，点击查看接线

3.OLED，用来显示姿态角，可以直接移植

4.12v锂电池和DCDC降压模块给电机和单片机供电

5.编码电机，点击查看接线

6.c8t6单片机

二.PID算法（简单说明）

P（比例）算法：Kp*误差。

        可以看出，误差越大，P的输出就越大，所以P的作用是减小误差，但是只有P算法会发生超调现象，即在不受外力下可以看作简谐运动，一直震荡

I（积分）算法：Ki*误差的积分。

        可以看出，只要存在误差（一般叫做稳态误差，比如小车在平衡位置偏左或右一点点，但是又不会倒下等等的情况下产生的角度误差）就会一直累加，累加累加的总误差就变的很大，滚雪球一样，越来越大，所以I可以消除稳态误差

D（微分）：Kd*误差的微分。

        可以看出，两次误差之差反映的是系统的反应速度，响应越快，误差之差越大，D输出很大，反之很小，所以D算法会抑制过冲，消弱系统的反应速度。例如简谐运动，以最下点为期望点，小球从空中开始速度很小，后面越来越快，即可以理解为误差微分越来越大，且为负的，所以D输出就越来越大，力的方向与小球运动方向相反，若没有D算法，小球就会继续简谐运动，若此时有了D算法，小球的运动就会收到阻碍而令小球到达的高度降低，长此以往，小球就会静止在最低点

        也可以这样看，在水中挥拳，挥的速度越大，受到的阻尼越大

直立环

PWM_OUT=Kp*误差+Kd*误差的微分

误差=真实角度-期望角度

误差的微分=角速度，姿态角转换得到

作用：让小车保持短时间的平衡，但是推一下就可能倒下

  1. /*
  2. 直立环
  3. PWM_OUT = Kp*角度偏差+Kd*角度偏差的微分
  4. 角度偏差求微分就是对角度偏差求导，即为角速度
  5. gyro_Y：俯仰角的角速度
  6. */
  7.  
  8. int Vertical(float Expect_Angle,float Angle,float gyro_Y)
  9. {
  10. 	int PWM_out1=0;
  11. 	PWM_out1 = Vertical_Kp*(Expect_Angle-Angle)+Vertical_Kd*(gyro_Y-0);
  12. 	return PWM_out1;
  13. }
  14. /*

速度环

PWM_OUT=Kp*误差+Ki*误差的积分 

误差：期望速度-真实速度

误差的积分=误差累加

作用：消除稳态误差，加强系统的反应速度

极性问题：

速度环在平衡一类的基本上都是用正反馈，即积分误差，放大误差，先注释掉直立环，则极性正确的现象就是转动一下轮子，立刻就会加速到最大，因为我们速度理论值是0，我们转了一下，产生了误差，速度环不断放大误差，使速度环输出越大，就会让轮子不断加速到最大速度，若是负反馈，我们很难转动轮子

  1. int Velocity(int Target,int left,int right)
  2. {	
  3. 	static int Encoder_S,EnC_Err_Lowout_last,PWM_out3,Encoder_Err,EnC_Err_Lowout;
  4. 	float a = 0.7;
  5. 	Encoder_Err = left+right-Target;//速度偏差
  6. 	
  7. 	//对速度偏差进行一阶低通滤波
  8. 	EnC_Err_Lowout = a*EnC_Err_Lowout_last+(1-a)*Encoder_Err;
  9. 	EnC_Err_Lowout_last=EnC_Err_Lowout;
  10. 	
  11. 	//积分
  12. 	Encoder_S+=EnC_Err_Lowout;
  13. 	//限幅
  14. 	Encoder_S=I_Limit(Encoder_S);
  15. 	
  16. 	PWM_out3 = Velocity_Kp*EnC_Err_Lowout + Velocity_Ki*Encoder_S;
  17. 	
  18. 	return PWM_out3;	
  19. }
  1. int I_Limit(int Encoder_S)
  2. {
  3. 	if(Encoder_S>10000)Encoder_S=10000;
  4. 	else if(Encoder_S<-10000)Encoder_S=-10000;
  5. 	else 
  6. 		Encoder_S=Encoder_S;
  7. 	return Encoder_S;
  8. }

速度环必须滤波，因为速度会突变，突变的速度会对系统产生很大影响 

        滤波：编码器测到的数据（速度）是存在一些突变的，这些突变会导致系统的不稳定，所以我们要滤除这些突变，这就是滤波，类似于模电里面的“滤除电路中的高频信号”

一阶低通滤波：把权重给到上次滤波后的速度，另一个这次的速度为（1-a）倍，0.5<a<1

积分限幅：误差的积分在一直累加，若没有限幅，积分会越来越大，举个例子：小车倒下了，我们为了保护电机而关掉了电机，但是单片机的电源并没有关掉，误差一直在累加，很大很大了，当我们把小车放好并打开电机后，由于I的作用根本无法平衡。所以要限幅。

串级PID 

 串级，顾名思义，就是一个环的输出作为另一个环的输入，例如速度环的输出作为直立环的输入，或者直立环的输出作为速度环的输入

速度环输入：1.给定速度。2.速度反馈。

输出：角度值（直立环的期望速度输入）

直立环输入：1.给定角度（速度环输出）。2.角度反馈

输出：PWM（直接控制小车）

Vertical_out=Kp1*(Angle-Expect_Angle)+Kd* gyro_y

直立环输出=Kp1*（真实角度-期望角度+机械中值）+Kd*角度偏差的微分

Velocity_out =Kp2*(Encoder_ real- Encoder_ expect)+Ki*(Encoder_ real- Encoder_ expect)的积分

速度环输出=Kp2*（反馈编码器值-期望编码器值）+Ki*编码器偏差的积分

合并推导：Expect_Angle   =     Velocity_out

Vertical_out = Kp1*{ Angle-[ Kp2*(Encoder_ real- Encoder_ expect)+Ki*Σ(Encoder_ real- Encoder_ expect) ]}+Kd*gyro_y

          =Kp1*真实角度+ Kd*角度偏差的微分-Kp1* [Kp2*编码器偏差- Ki *编码器偏差的积分]

                         

三.使用到的外设 

      1.定时器输出比较-PWM

  1. void PWM_Init_TIM1(uint16_t Psc,uint16_t Per)
  2. {
  3. 	//开时钟,AFIO
  4. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1 | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
  5.  
  6. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  7. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽
  8. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_11;
  9. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  10. 	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
  11. 	
  12. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
  13. 	TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);//因为没有将所有的结构体内容全部配置，所以这里先初始化一下
  14. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//不分频----滤波器的采样频率，可以由内部时钟直接提供，
  15. 																													//也可以由内部时钟加一个时钟分频而来，
  16. 																													//分频系数就是由TIM_ClockDivision决定
  17. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
  18. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = Per;//ARR的值
  19. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = Psc;//PSC的值
  20. 	//TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter  重复计数器，这里不需要
  21. 	TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStruct);
  22. 	
  23. 	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;
  24. 	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);//初始化输出比较结构体
  25. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//输出比较模式 
  26. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //极性，有效电平为高电平
  27. 	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//输出使能
  28. 	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;//CCR
  29. 	TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStruct);
  30. 	TIM_OC4Init(TIM1,&TIM_OCInitStruct);
  31. 	
  32. 	TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);//高级定时器特有的，必须使能
  33. 	
  34. 	//使能ARR影子寄存器
  35. 	TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);
  36. 	//使能输出比较预装载值寄存器
  37. 	TIM_OC4PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);
  38. 	TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);
  39. 	
  40. 	TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
  41. }

2.定时器编码器模式 

  1. //配置编码器
  2. //编码器1-PA0/PA1-TIM2
  3. //编码器2-PB6/PB7-TIM4
  4. void Encoder_TIM2_Init()
  5. {
  6. 	//开启GPIO时钟
  7. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
  8. 	//开启定时器时钟
  9. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
  10. 	
  11. 	//初始化GPIO
  12. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  13. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  14. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
  15. 	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
  16. 	
  17. 	//初始化定时器	
  18. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
  19. 	TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);//因为没有将所有的结构体内容全部配置，所以这里先初始化一下
  20. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//滤波分频系数
  21. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
  22. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65535;//ARR的值
  23. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;//PSC的值
  24. 	//TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter  重复计数器，这里不需要
  25. 	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
  26. 	
  27. 	//编码器特有的配置函数,配置模式
  28. 	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Rising);
  29.  
  30. 	//初始化输入捕获
  31. 	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
  32. 	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);//因为没有将所有的结构体内容全部配置，所以这里先初始化一下
  33. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 10;// 滤波器，范围是 0x0 and 0xF
  34. 	TIM_ICInit(TIM2,&TIM_ICInitStruct);
  35. 	
  36. 	//清除定时器溢出中断标志位
  37. 	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
  38. 	//配置溢出中断
  39. 	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
  40. 	//设置计数器初始值为0
  41. 	TIM_SetCounter(TIM2,0);
  42. 	//开启定时器
  43. 	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
  44. }
  45.  
  46.  
  47. void Encoder_TIM4_Init()
  48. {
  49. 	//开启GPIO时钟
  50. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
  51. 	//开启定时器时钟
  52. 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
  53. 	
  54. 	//初始化GPIO
  55. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  56. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  57. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  58. 	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
  59. 	
  60. 	//初始化定时器	
  61. 	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
  62. 	TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);//因为没有将所有的结构体内容全部配置，所以这里先初始化一下
  63. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//外部时钟滤波分频系数
  64. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数
  65. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65535;//ARR的值
  66. 	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;//PSC的值
  67. 	//TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter  重复计数器，这里不需要
  68. 	TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);
  69. 	
  70. 	//编码器特有的配置函数
  71. 	TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM4,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Rising);
  72.  
  73. 	//配置IC输入
  74. 	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
  75. 	TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);//因为没有将所有的结构体内容全部配置，所以这里先初始化一下
  76. 	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 10;// 滤波器
  77. 	TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStruct);
  78. 	
  79. 	//清除定时器溢出中断标志位
  80. 	TIM_ClearFlag(TIM4,TIM_FLAG_Update);
  81. 	//配置溢出中断
  82. 	TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);
  83. 	//设置计数器初始值为0
  84. 	TIM_SetCounter(TIM4,0);
  85. 	//开启定时器
  86. 	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);
  87. }

3.编码器读取速度 

  1. /*******************
  2. 编码器速度读取函数
  3. 	*入口参数：定时器2/4
  4. *******************/
  5. int Read_Speed(int TIMx)
  6. {
  7. 	int value_1;
  8. 	switch(TIMx)
  9. 	{
  10. 		//int ? short
  11. 		case 2:value_1=(short)TIM_GetCounter(TIM2);TIM_SetCounter(TIM2,0);break; //先读取编码器的计数值，然后清零计数值，目的是直接获得速度，而不用计数值相减来算速度
  12. 		case 4:value_1=(short)TIM_GetCounter(TIM4);TIM_SetCounter(TIM4,0);break;
  13. 		default :value_1 = 0;
  14. 	}
  15. 	//这里TIM_GetCounter()函数的返回值是uint16_t ,而我们的返回值是有符号的int类型，所以这里强制类型转化一下
  16. 	return value_1;
  17. }

4.电机驱动函数

  1.  
  2. //电机初始化函数
  3. void Motor_Init()
  4. {
  5. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
  6. 	
  7. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  8. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//复用推挽
  9. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15 ;
  10. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  11. 	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
  12. }
  13.  
  14.  
  15. //限幅函数
  16. void Limit(int *motorA ,int *motorB)
  17. {
  18. 	if(*motorA > PWM_MAX)*motorA=PWM_MAX;
  19. 	if(*motorA < PWM_MIN)*motorA=PWM_MIN;
  20. 	if(*motorB > PWM_MAX)*motorB=PWM_MAX;
  21. 	if(*motorB < PWM_MIN)*motorB=PWM_MIN;
  22. }
  23.  
  24. //绝对值函数
  25. int abs(int p)
  26. {
  27. 	int q;
  28. 	q = p>0?p:(-p);
  29. 	return q;
  30. }
  31.  
  32. //电机驱动函数
  33. //入口参数：PID运算完成后最终PWM值
  34. void Load(int moto1,int moto2)
  35. {
  36. 	//判断正反转
  37. 	if(moto1>0)Ain1=1,Ain2=0;
  38. 	else 			 Ain1=0,Ain2=1;
  39. 	//输入PWM的绝对值
  40. 	TIM_SetCompare1(TIM1,abs(moto1));
  41. 	
  42. 	if(moto2>0)Bin1=1,Bin2=0;
  43. 	else 			 Bin1=0,Bin2=1;
  44. 	TIM_SetCompare4(TIM1,abs(moto2));
  45. }
  46.  
  1. //电机为10KHZ
  2. //72000000/7200 = 10 000 HZ
  3. #define PWM_MAX		 7200	
  4. #define PWM_MIN		-7200
  5.  
  6. extern int MOTO1,MOTO2;
  7. #define Ain1	PBout(14)
  8. #define Ain2	PBout(15)
  9.  
  10. #define Bin1	PBout(13)
  11. #define Bin2	PBout(12)

5.外部中断

dmp读取是用的中断读取，10ms读取一次，所以我们要配置MPU6050的外部中断

  1. void MPU6050_EXTI_Init(void)
  2. {
  3.  
  4. 	//开启时钟
  5. 	//因为是复用功能，所以开启AFIO
  6. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
  7. 	
  8. 	//配置GPIO
  9. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  10. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//GPIO_Mode_AF_PP;复用推挽
  11. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_5;
  12. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  13. 	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);	
  14. 	
  15. 	//映射GPIO和外部中断
  16. 	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource5);
  17. 	
  18. 	//配置EXTI结构体
  19. 	EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStruct;
  20. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line5;//中断线
  21. 	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能中断线
  22. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//中断模式
  23. 	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发
  24. 	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
  25. 	
  26. }
  27.  
  28. void NVIC_Config()
  29. {
  30. 	
  31. 	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  32. 	
  33. 	//外部中断
  34. 	NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStruct;
  35. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;
  36. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  37. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  38. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  39. 	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
  40. 	
  41. 	//串口
  42. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  43. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  44. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
  45. 	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  46. 	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
  47. }
  48.  
  49.  
  50. void EXTI9_5_IRQHandler(void)
  51. 写中断服务函数，里面做的是PID算法
  52. void EXTI9_5_IRQHandler(void)
  53. {		
  54. 	
  55. 	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5) == SET)//MPU6050外部中断是PB5
  56. 	{
  57. 		if(PBin(5) == 0)//引脚定义为外部上拉，而外部中断触发模式是下降沿，这里就是再进行下降沿的检测
  58. 		{
  59. 			
  60. 			EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
  61. 			
  62. 			//1.采集编码器数据和MPU6050的角度信息
  63. 			Encoder_Left  = -Read_Speed(2);//因为电机是相对安装的，即左右电机相差180度，为了让编码器输出极性一致，
  64. 			Encoder_Right = Read_Speed(4);//所以需要取反，或者调转一下极性也可以
  65. 										
  66. 			mpu_dmp_get_data(&Pitch,&Roll,&Yaw);		
  67. 			MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);
  68. 			MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);
  69. 			
  70. 			//2.将数据压入闭环控制中，计算输出控制量			
  71. 			Velocity_out = Velocity(Target_Speed,Encoder_Left,Encoder_Right);
  72. 			Vertical_out = Vertical(Velocity_out+Med_Angle,Pitch,gyroy);
  73. 			Turn_out = Turn(gyroz);	
  74. 			
  75. 			PWM_out = Vertical_out;
  76. 			
  77. 			//3.把控制量加载到电机上
  78. 			MOTO1 = PWM_out-Turn_out;//这里一加一减是因为两个电机是反向安装的，实际上就是同向加减了
  79. 			MOTO2 = PWM_out+Turn_out;
  80. 			Limit(&MOTO1,&MOTO2);
  81. 			
  82. 			Load(MOTO1,MOTO2);
  83. 		}
  84. 	}
  85. }

四、小车

本人不会打板，所以选择了做一回杜邦线战神！

调了直立环和速度环，但是不理想，不能很好的回位

 

调试 

串级的PID调试时应该断掉两个环的连接

机械中值：把平衡小车放在地面上，从前向后以及从后向前绕电机轴旋转平衡小车，两次的向另一边倒下的角度的中值，就是机械中值。

直立环

Kp极性：

极性错误：小车往哪边倒，车轮就往反方向开，会使得小车加速倒下。

极性正确：小车往哪边倒，车轮就往哪边开，以保证小车有直立的趋势。

Kp大小：

Kp一直增加，直到出现大幅低频震荡。

Kd极性：

极性错误：拿起小车绕电机轴旋转，车轮反向转动，无跟随。

极性正确：拿起小车绕电机轴旋转，车轮同向转动，有跟随。

Kd大小：

Kd一直增加，直到出现高频震荡。

直立环调试完毕后，对所有确立的参数乘以0.6作为最终参数。

原因：之前得到的参数都是Kp、Kd最大值，根据工程经验平衡小车的理想参数为最大参数乘以0.6求得。

结果：乘以0.6后，小车的抖动消失，但同时直立效果也变差。待下面加入速度环就能得到更好的性能。

在调试速度环参数极性时：需要去掉（注释掉）直立环运算

在调试速度环参数大小时：再次引入（取消注释）直立环运算

Kp&Ki：

线性关系、Ki=(1/200)*Kp、仅调Kp即可。

Kp&Ki极性：

极性错误：手动转动其中一个车轮，另一车轮会以同样速度反向旋转——典型负反馈。

极性正确：手动转动其中一个车轮，两个车伦会同向加速，直至电机最大速度——典型正反馈。

Kp&Ki大小：

增加Kp&Ki，直至：小车保持平衡的同时，速度接近于零。且回位效果较好。

转向环

Kp极性：

极性错误：拿起小车，并将小车绕Z轴旋转，两车轮旋转的趋势与小车旋转趋势一致——典型正反馈。

极性正确：拿起小车，并将小车绕Z轴旋转，两车轮旋转的趋势与小车旋转趋势相反——典型负反馈。

Kp大小：

加大Kp，直至走直线效果较好，且无剧烈抖动。 

参考于b站up主天下行走的平衡车教学 

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