PID算法在智能车方向控制中的应用.pdf

方向控制中的PID 算法 2015/12/26 BY 哈工大智能车-技术培训部-刘键 方向控制在软件系统中的位置 方向控制系统宏观概览 PID 控制方法理解 PID 程序编写 PID 参数调试 PID 算法微改进 1. 方向控制算法在软件系统中的位置 整个智能车基本上就在做两件事，一个是方向的控制，一个是速 度的控制 （当然平衡车还多一个平衡的控制），只要能够将这两个量 给控制的恰到好处（恰到好处不光是两者单独控制的很好，而是两者 一起工作时配合的很好）本文档只讲其中的一个：方向控制中的控制 策略问题 （四轮车的速度控制与此非常类似，甚至还更简单）。 下面是我们车内软件运行的一个大概的流程图，软件成员后来的 所有精力基本都倾注在这三个加粗的方面：方向偏差提取；方向控制 算法；速度控制； 方向 始 传感器信息采集 电感压差 方向控 (舵机PWM 开 （电感电压/光电 偏差 / 中线偏差 占空比的大小) 舵机驱动 束 期 结 周 管/摄像头） 制算法 提取 PD 方向控制 始 速度控 (电机PWM 束 开 速度读取 速度偏差 电机驱动 期 制算法 占空比的大小) 结 周 PID 速度控制 整体上就分为两部分，方向和速度控制。其中两者均为周期性控制， 但控制的周期可能不一样。方向控制的主要步骤如下： 1、采集方向传感器的信息，比如对于摄像头就是进行图像的采集； 2、方向偏差信息的求取，对于摄像头来说就是图像中线的求取， 进而得到得到车体当前位置与理想位置的偏差 3、方向控制模块根据这个偏差来计算应该输给舵机的PWM 占空 比，进而来调整车体的前进方向。 2 方向控制系统宏观概览 系统宏观上了解。通过对系统的全局分析，你不仅可以更清楚了 解方向控制的本质，更重要的是还能够从系统中各模块的相互约束 关系中找到一些新的能够改进整个控制系统的方案，下面详述~ 从控制系统的角度来看，典型的方向闭环反馈系统结构图如下图 所示，主要由五部分构成：控制目标；被控对象；执行机构；测量 反馈；控制算法（这里面就是我们常说的核心PID 啦）。在构思控制 算法之前你首先需要对执行机构，被控对象，测量反馈和控制目标 这四个部分有足够的了解。 执行机构 被控对象 控制目标 车体位置和方向 + 控制算法 舵机驱动 舵机 车体 保持在车道中央 - (PID/Fuzzy/.. 实际方向 摄像头测 和位置 量图像 测量反馈 控制目标是首当其冲要考虑的。本系统要控制的物理量是什 么？