如何高效地調整PID參數？

01-06

最近在做四軸，用得兩級PID串聯。在調整參數的時候總感覺很苦惱，我採用的方式是按照大家普遍經驗去調整參數。總感覺很低效。
不知道有沒有什麼高效的調整pid參數的方法？
如利用matlab等。。。

去年這個時候也在頂著酷暑調四軸姿態控制的PID，今年這個時候看到這個問題，感慨萬千！

四軸這東西能飛，最主要反饋控制就是陀螺儀的角速度反饋。也就是題主做的串級PID的內環控制，有的地方也叫增穩控制，一般用P或者PI就行，需要單獨調。不同的飛行器是有不同的特性的，沒有什麼特別的或者通用的好辦法，主要是靠經驗。這個調不好，數據取不到，用Matlab也沒法辨識。

調角速度反饋，主要就是拿起來搖和試飛，然後找感覺。我不確定題主會不會試飛角速度反饋的四軸，就跟飛航模直升機或者KK板的四軸一樣，這個需要練一段時間。我們就默認他會吧，不會就寫不下去了。

會飛的一個好處就是，不需要綁著調，每次我看到把四軸五花大綁弄在兩個凳子中間的時候，都會覺得超級搞笑的！！

先給定一個P參數，大概算算角速度的數值，PWM的數值，不要太大也不要太小。

抱住四軸！加油門到大概的懸停油門，一半左右。然後前後晃！

如果，抵抗力太大，硬的不行，調小一點。

如果，抵抗力太小，沒什麼感覺，調大一點。

如果能感覺到比較柔和的抵抗力，基本就可以試試飛了。

找個草地，輕輕飛離地面。

如果，來回晃得嚇死人就跟磕了興奮劑一樣，調小一點。

如果，來回晃得還挺好玩的就跟喝高了一樣，稍微調小一點。

如果，一打舵直接翻了，調大一點。

如果，一打舵太靈敏不好控制，稍微調大一點。

就這樣來來回回，調到比較靈敏又能控制的程度。

然後就可以取數據了！

無論是用SD卡保存也好，用無線傳輸直接發到電腦也好，反正找個辦法，把PWM數據和陀螺的角速度數據保存下來。

然後Matlab系統辨識工具箱ident，不會可以help。

傳遞函數大概形式是k/(1+Ts)s。

辨識出來這個傳遞函數裡面的參數以後，就相當於建立了這個飛行器的數學模型了。有了這個模型，加入控制器部分。用Simulink模擬（設定採樣周期為你實際的控制周期）或者實現為狀態空間模型，然後以控制周期為周期離散化後直接用for循環編程模擬都行。

這樣就可以開開心心的根據曲線調PID參數了，輸入階躍信號，根據你的動態響應的要求，最好不要有超調和震蕩。

兩點重要的經驗總結一下。

1. 角速度控制器要單獨調節

2. 最好不要綁在凳子上調

推薦一本書：

《PID控制器參數整定方法及應用》

沒找到豆瓣鏈接，貼個亞馬遜鏈接吧：

《PID控制器參數整定方法及應用》楊平, 鄧亮, 徐春梅, 李芹【摘要書評試讀】圖書

給自己以前寫的程序打關廣告吧。

調用matlab節點的PID 控制

就是一個手動調節的程序，傳遞函數要自己改。

用烈火四軸的套件，它的遙控器上有三個電位器旋鈕。一個傳參P，一個傳參I，一個傳參D.四軸架起來，邊旋電位器，邊看姿態。效果絲般順滑。10min就能調到穩定飛行。而且有助於肉眼理解PID三個參數對應的效果。比模擬一個一個輸入參數調的方便多了。。。。

可以將一些智能演算法例如PSO應用到pid參數的整定上。因為整定本身就是一個全局尋優的過程。

試試用Matlab變一個 Nealder-Mead 優化，然後結合simulink去提高精確度