這段視頻腳本介紹了PID算法和平衡小車的實戰(zhàn)應(yīng)用。通過調(diào)整參數(shù)和濾波器，可以改善平衡性能和減小系統(tǒng)響應(yīng)程度。PID控制器還可以應(yīng)用于溫控烙鐵、烤箱等設(shè)備的溫度維持，以及其他系統(tǒng)中的控制需求。

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PID算法和平衡小車

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• 我們正式開始，主題是PID算法和平衡小車

11:16

PID控制器的應(yīng)用場景和基本概念

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• 溫控烙鐵和烤箱需要使用PID控制器來維持設(shè)定的溫度。
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• PID控制器可以根據(jù)實際溫度與設(shè)定溫度的差異來調(diào)節(jié)電壓或功率。
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• PID控制器的輸入受到輸出的影響，目的是讓輸出接近設(shè)定的期望值。

22:28

PID控制的應(yīng)用場景和數(shù)學(xué)表達式

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• 室內(nèi)溫度控制中的水位傳感器和水管調(diào)節(jié)
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• 空調(diào)溫度控制中的變頻空調(diào)和自然風模式
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• 風力擺和風扇調(diào)節(jié)中的PD控制
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• 滾球系統(tǒng)中的PD控制和風扇調(diào)節(jié)
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• 智能送藥小車中的PID控制和循跡算法
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• 球形機器人中的PID控制和攝像頭調(diào)節(jié)
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• 平行小車中的PID控制
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• PID控制的數(shù)學(xué)表達式和離散形式

33:35

PID調(diào)參和P、I、D算法的含義和作用

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• P、I、D算法分別代表PID調(diào)參中的P參數(shù)、I參數(shù)和D參數(shù)
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• P算法的作用是減小測量值和理論值之間的誤差，使測量值接近理論值
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• D算法的作用是阻尼，減小誤差較大或P參數(shù)較大的情況下的震蕩現(xiàn)象

44:43

PID控制算法中D算法的作用

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• D算法可以抑制系統(tǒng)的過充現(xiàn)象
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• D算法的作用類似于阻尼，可以減小系統(tǒng)的響應(yīng)程度
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• 兩次誤差之差反映系統(tǒng)的響應(yīng)速度，D算法的輸出大小影響P算法的數(shù)值

55:53

PID控制算法的關(guān)鍵要點

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• 車會減速嗎
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• 這個沒那么簡單啊
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• 輸出為零

1:06:00

無人機PID控制參數(shù)調(diào)節(jié)

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• 右上角框框可以調(diào)節(jié)PI和D參數(shù)
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• 將三個參數(shù)置零，從頭開始調(diào)節(jié)
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• P參數(shù)使測量值逐漸接近理論值，D參數(shù)抑制過沖現(xiàn)象，I參數(shù)消除穩(wěn)態(tài)誤差

1:18:09

PID控制器的組合與應(yīng)用

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• PID控制器的組合方式有多種，可以根據(jù)系統(tǒng)需求選擇合適的組合。
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• 在實際應(yīng)用中，根據(jù)系統(tǒng)功能需求，選擇合適的PID組合方式，如只有一個環(huán)時可以選擇P或PD組合，多個環(huán)時可以根據(jù)需求選擇不同的組合方式。
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• 平衡小車的控制可以采用直立環(huán)P和速度環(huán)PI的組合，速度環(huán)可以提高直立環(huán)的響應(yīng)。

1:29:18

平衡小車的PID算法和濾波器

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• 加上速度環(huán)PI和轉(zhuǎn)向環(huán)P才能實現(xiàn)效果
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• 平衡小車的PID算法是通過P和D的組合實現(xiàn)的
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• 使用一階速度濾波器對速度進行濾波

1:40:26

速度濾波和PID算法

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• 速度濾波可以濾除高頻成分，減弱突變的影響。
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• 濾波后的速度取決于當前速度和上一次濾波后的速度。
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• 濾波參數(shù)一般為0.3，可根據(jù)實際情況微調(diào)。

1:51:34

PID控制中的時間間隔和PD計算

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• 時間間隔要短且一致，才能進行對比
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• PD計算要放在一起，不能分開
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• 速度環(huán)是正反饋，提高系統(tǒng)響應(yīng)程度

2:02:43

調(diào)速度環(huán)和轉(zhuǎn)向環(huán)的方法

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• 調(diào)速度環(huán)時，注釋掉直流環(huán)，給速度環(huán)參數(shù)賦值
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• 調(diào)速度環(huán)時，KP和KI的關(guān)系是乘200倍
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• 調(diào)轉(zhuǎn)向環(huán)時，使用差速轉(zhuǎn)彎原理，限制PWM值

2:13:54

調(diào)節(jié)平行小車的直立環(huán)和速度環(huán)

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• 調(diào)節(jié)平行小車的直立環(huán)，先調(diào)P，觀察從疲軟到震蕩再到大幅度低頻震蕩的趨勢
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• 調(diào)節(jié)平行小車的直立環(huán)，再調(diào)D，觀察大幅度低頻震蕩逐漸減小的趨勢
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• 調(diào)節(jié)平行小車的直立環(huán)和速度環(huán)，觀察趨勢，保持中等偏大的參數(shù)值

2:25:02

平衡小車調(diào)節(jié)流程

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• 調(diào)整直立環(huán)的KP參數(shù)，觀察出現(xiàn)大幅度的低頻震蕩
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• 調(diào)整直立環(huán)的D參數(shù)，觀察出現(xiàn)高頻率的小幅度震蕩
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• 調(diào)整速度環(huán)的參數(shù)，觀察平衡性能的改善和百度的減小

2:36:12

多功能平衡小車任務(wù)要求

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• 觀察趨勢是小黑提醒中最重要的部分
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• 任務(wù)要求制作一個多功能平衡小車和一個用于控制平衡小車的遙控器
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• 任務(wù)要求包括平衡、跑直線、跑圓等功能，并有明顯的聲光提示