【自制无人机】“辛”路历程（八）PID控制

【自制无人机】“辛”路历程（八）

【前言】

无人机飞控，绕不开的PID控制。

PID 控制是自动化控制领域应用非常广的控制方式，P 代表比例，I 代表积分，D 代表微分，从这些名词中可以看出，PID 控制是基于数学中一项重要的分支：微积分学为基础的数字化自动控制方式，它以传感器采集的数据作为输入源，按预定的 PID 参数根据特定的公式计算以后输出控制。

测试PID测距控制专用小车

过多的也不说了，网络相关内容，十分丰富。

1、下面的这个帖讲的如题目“通俗易懂”，非常适合新手。

Arduino菜鸟通俗版解读系列（10）PID控制（上）

可惜我没有找到（下），也许作者就没写。

2、下面的这个帖子，除火车到站这个例，还举了水缸加水的栗子。

PID简单理论分析（实例分析）

3、PID库

使用PID库，轻松搞定PID（上）

【测试一】
使用超声波PID算法测距控制。
1、调试超声波
超声波使用DFrobotGravity:URM09-模拟量超声波测距传感器
使用文档

[mw_shl_code=java,false]// # Editor     : roker
// # Date       : 18.02.2019

// # Product name: URM09 Ultrasonic Sensor(Gravity Analog)(V1.0)
// # Product SKU : SEN0307
// # Version     : 1.0


#define  MAX_RANG      (520)//模块测距极值为520cm(比有效最大量程值略大)
#define  ADC_SOLUTION      (1023.0)//Arduino UNO 的ADC精度为10bit

int sensityPin = A0;    // select the input pin


void setup() {
  // Serial init
  Serial.begin(9600);
}
float dist_t, sensity_t;
void loop() {
  // read the value from the sensor:
sensity_t = analogRead(sensityPin);
  // turn the ledPin on

dist_t = sensity_t * MAX_RANG  / ADC_SOLUTION;//
Serial.print(dist_t,0);
Serial.println("cm");

delay(500);

}[/mw_shl_code]

【测试二】
PID测距控制，专门为了这个测试制作了一个小车，采用单电机控制，超声波测距，PID算法控制到指定距离。

[mw_shl_code=java,false]#define  MAX_RANG      (520)//模块测距极值为520cm(比有效最大量程值略大)
#define  ADC_SOLUTION      (1023.0)//Arduino UNO 的ADC精度为10bit

int sensityPin = A0;   
int input1 = 5; // pin 5 向 input1 输出
int input2 = 6; // pin 6 向 input2 输出
int enA = 10; //pin 10 向 输出A使能端输出

unsigned long lastTime;
double Input, Output, Setpoint;
double errSum, lastErr;
double kp, ki, kd;
void Compute()
{
   /*How long since we last calculated*/
   unsigned long now = millis();
   double timeChange = (double)(now - lastTime);
  
   /*Compute all the working error variables*/
   double error = Setpoint - Input;
   if(error<0){
   errSum += (error * timeChange);
   double dErr = (error - lastErr) / timeChange;
  
   /*Compute PID Output*/
   Output = kp * error + ki * errSum + kd * dErr;
  
   /*Remember some variables for next time*/
   lastErr = error;
   lastTime = now;
   }
   else
   {
    Output =45;
    }
}
  
void SetTunings(double Kp, double Ki, double Kd)
{
   kp = Kp;
   ki = Ki;
   kd = Kd;
}
void setup() {
  // Serial init
  Serial.begin(9600);
   pinMode(input1,OUTPUT);
   pinMode(input2,OUTPUT);
   pinMode(enA,OUTPUT);

  Setpoint=30;
  SetTunings(2, 0.001, 0.01);
}
float dist_t, sensity_t;
void loop() {
  // read the value from the sensor:
sensity_t = analogRead(sensityPin);
  // turn the ledPin on
dist_t = sensity_t * MAX_RANG  / ADC_SOLUTION;//
Input=dist_t;
/*Serial.print(dist_t,0);*/
Compute();
digitalWrite(input1,HIGH); //给高电平
digitalWrite(input2,LOW);  //给低电平
if(45-Output>254){
analogWrite(enA,254);
}
else{
analogWrite(enA,45-Output);
}
Serial.println(Output,0);
delay(50);

}[/mw_shl_code]


测试视频

小车不错