四轴PID控制算法详解(单环PID、串级PID)

正 文 开 始 ： 这 篇 文 章 分 为 三 个 部 分 ： • PID 原 理 普 及 • 常 用 四 轴 的 两 种 PID 算 法 讲 解 (单 环 PID、串级 PID) • 如何做到垂直起飞、四 轴 飞行时为 何会飘、如何做到脱控？ PID 原 理 普 及 1、 对自动控制系统的 基本要求： 稳、准、快： 稳 定 性 （ P 和 I 降 低系统稳 定 性 ，D 提高系统稳 定 性 ）： 在平衡状态下，系统受到某个 干扰后，经过一段时间其被控量可以达到某一稳定状态； 准确性 （ P 和 I 提高稳 态精度，D 无作用）： 系统处于稳态时，其稳态误差； 快速性 （ P 和 D 提高响应速度，I 降 低响应速度）： 系统对动态响应的 要求。一般由过渡时间的 长短来衡量。 2、 稳定性： 当系统处于平衡状态时，受到某一干扰作用 后，如果系统输出能够恢复到原 来的 稳态值，那么系统就是稳定的 ；否则，系统不稳定。 3、 动态特性（暂态特性，由于系统惯性引起）： 系统突加给定量（或者负载突然变化）时，其系统输出的 动态响应曲线。延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和振荡次数。 通常 ： 上升时间和峰值时间用 来评价系统的 响应速度； 超调量用 来评价系统的 阻尼程度； 调节时间同时反应响应速度和阻尼程度； 4、 稳 态 特 性 ： 在 参 考 信 号 输 出 下 ， 经 过 无 穷 时 间 ， 其 系 统 输 出 与 参 考 信 号 的误 差 。 影 响 因 素 ： 系 统 结 构 、 参 数 和 输 入 量 的 形 式 等 5、 比 例（P）控制规律： 具 有 P 控 制 的 系 统 ， 其 稳 态 误 差 可 通 过 P 控 制 器 的增 益 Kp 来 调 整 ： Kp 越 大 ， 稳 态 误 差 越 小 ； 反 之 ， 稳 态 误 差 越 大 。 但 是Kp 越大 ， 其 系 统 的 稳 定 性 会 降 低 。 由 上 式 可 知 ， 控 制 器 的 输 出 m(t)与 输 入 误 差 信 号 e(t)成 比 例 关 系 ， 偏 差 减 小 的速 度 取 决 于 比 例 系 数 Kp： Kp 越 大 ， 偏 差 减 小 的 越 快 ， 但 是 很 容 易 引 起 振 荡（ 尤 其 是 在 前 向 通 道 中 存 在 较 大 的 时 滞 环 节 时 ） ； Kp 减 小 ， 发 生 振 荡 的 可 能...