单片机pid控制螺旋桨

4. 什么是大林算法，单片机如何进行PID控制，谢谢

一个叫大林的外国人创造的PID算法叫大林算法。
P，误差
I ，误差求和
D，误差相减

U = Kp×P +Ki× I + Kd×D
U为输出量
Kp
Ki
Kd
是常数，根据实际情况调节。

5. 单片机pid算法控制步进电机的电路图和程序

//P1.1(T0):Count They Distance
//P0.4:Tx
//P0.5:Rx
#include <C8051F310.h> //SFR declarations
#include <stdio.h> //Standard I/O definition file
#include <math.h> //Math library file
#include <Intrins.h>
#include <absacc.h>

unsigned int j,i;
char a=0;
unsigned int t=0;

//sbit led=P0^2;
//P0.0(PWM0):给定左轮速度.
sbit vls=P0^4; //P0.4(GPIO):给定左轮方向.
sbit vlf=P0^6; //P0.6(T0) :反馈左轮速度.
sbit dlf=P1^0; //P1.0(GPIO):反馈左轮方向.

//P0.2(PWM0):给定右轮速度.
sbit vrs=P0^5; //P0.5(GPIO):给定右轮方向.
sbit vrf=P0^7; //P0.7(T0) :反馈右轮速度.
sbit drf=P1^1; //P1.1(GPIO):反馈右轮方向.

int ol; //左轮给定值
int len;
int len_1,len_2;
int lyn_1,lyn_2;
int vl1,vl2; //反馈左轮速度值(取样周期内的方波数)
int lfz; //运算后赋给PWM的值

int lyn,lynn;
int lun=0,lun_1=0; //偏差校正值 即校正PWM输出
int lunp,luni,lund; //PID 校正值

int or; //右轮给定值
int ren;
int ren_1,ren_2;
int ryn_1,ryn_2;
int vr1,vr2; //反馈右轮速度值(取样周期内的方波数)
int rfz; //运算后赋给PWM的值

int ryn,rynn;
int run=0,run_1=0; //偏差校正值 即校正PWM输出
int runp,runi,rund; //PID 校正值

float kp=2.0; //比例系数1.8
float kd=0.2; //微分系数0.4
float lki; //积分系数

void pio_init(void);
void sys_init(void);
void t01_init(void);
void TIME3_INT(void);
void PID(void);
void interrupt_init(void);
void delay(unsigned int x);
void pwm1_1(void);

void main(void)
{
PCA0MD &= ~0x40; //关闭
pio_init(); //P11为测距输入端
sys_init();
t01_init();
pwm1_1();
TIME3_INT();
interrupt_init();

vls=1;vrs=0;
while(1)
{

ol=50;
or=50;
delay(1000);

ol=100;
or=100;
delay(1000);

ol=-50;
or=50;
delay(1000);

}

}

void PID(void)
{
/****************左轮PID调节******************/
if(dlf==1)
{
lyn=(vl2*256+vl1); //dlf是左轮反馈方向，0表示向前 vl=TL0
}
else
{
lyn=-(vl2*256+vl1); //dlf=1表示是向后退，速度应该为负值
}

len=ol-lyn; //误差=给定速度-反馈速度(取样周期内的方波数)

if(abs(len)<8)//30
{
lki=1.4; //ki值的确定1.4
}
else
{
lki=0.05; //积分系数：如果 | 给定值-反馈值 | 太大
} //则就可以不引入积分，或者引入的很小0.05

lunp=kp*(len-len_1); //比例校正
luni=lki*len; //积分校正
lund=kd*(len-2*len_1+len_2); //微分校正

lun=lunp+luni+lund+lun_1; //总校正

/*************新旧数据更新*************************/
len_2=len_1;
len_1=len; //len:当前取样周期内出现的速度偏差;len_1:上次取样周期内出现的速度偏差
lun_1=lun; //lun:当前取样周期内得出的PWM校正值;lun_1:上次取样周期内得出的PWM校正值
/*************新旧数据更新*************************/

if(lun>255)
{
lun=255; //正速度
}
if(lun<-255)
{
lun=-255; //负速度
}
if(lun<0)

{
vls=1;
PCA0CPH0=-lun;
}

if(lun>=0)
{
vls=0;
PCA0CPH0=lun;
}

/****************右轮PID调节******************/
if(drf==0)
{
ryn=(vr2*256+vr1); //drf是右轮反馈方向，0表示向前 vl=TL0
}
else
{
ryn=-(vr2*256+vr1); //dlf=1表示是向后退，速度应该为负值
}

ren=or-ryn; //误差=给定速度-反馈速度(取样周期内的方波数)

if(abs(ren)<8)//30
{
lki=1.4; //ki值的确定1.4
}
else
{
lki=0.05; //积分系数：如果 | 给定值-反馈值 | 太大
} //则就可以不引入积分，或者引入的很小0.05

runp=kp*(ren-ren_1); //比例校正
runi=lki*ren; //积分校正
rund=kd*(ren-2*ren_1+ren_2); //微分校正

run=runp+runi+rund+run_1; //总校正

/*************新旧数据更新*************************/
ren_2=ren_1;
ren_1=ren; //len:当前取样周期内出现的速度偏差;len_1:上次取样周期内出现的速度偏差
run_1=run; //lun:当前取样周期内得出的PWM校正值;lun_1:上次取样周期内得出的PWM校正值
/*************新旧数据更新*************************/

if(run>255)
{
run=255; //正速度
}
if(run<-255)
{
run=-255; //负速度
}
if(run<0)

{
vrs=1;
PCA0CPH1=-run;
}

if(run>=0)
{
vrs=0;
PCA0CPH1=run;
}
//因为这里的PCA0CPH0越大，对应的电机速度越小，所以要255来减一下
}

void pio_init(void)
{
XBR0=0x00; //0000 0001
XBR1=0x72; //0111 0010 时能弱上拉 T0T1连接到脚口P06、P07 CEX0、CEX1连接到脚口P00、P01

P0MDIN=0xff; //模拟(0);数字(1) 1111 0011
P0MDOUT=0xc3;//开漏(0);推挽(1) 1111 1111
P0SKIP=0x3c; //0011 1100

P1MDIN=0xff; //1111 1111
P1MDOUT=0xfc;//
P1SKIP=0x00; //1111 1111

}

void sys_init(void) //12MHz
{
OSCICL=0x43;
OSCICN=0xc2;
CLKSEL=0x00;

}

void pwm1_1(void) //PWM的初始化
{
PCA0MD=0x08; //PCA时钟为12分频

PCA0CPL0=200; //左轮
PCA0CPM0=0x42; //设置左轮为8位PWM输出
PCA0CPH0=200;

PCA0CPL1=200; //平衡校正
PCA0CPM1=0x42; //设置为8位PWM输出
PCA0CPH1=200;

PCA0CN=0x40; //允许PCA工作
}

void t01_init(void)
{
TCON=0x50; //计数器1、2允许
TMOD=0x55; //定时器1、2采用16位计数功能
CKCON=0x00;

TH1=0x00; //用于采集左轮的速度
TL1=0x00;

TH0=0x00; //用于采集右轮的速度
TL0=0x00;
}

void TIME3_INT(void)
{
TMR3CN = 0x00; //定时器3为16位自动重载
CKCON &= ~0x40;

TMR3RLL = 0xff;
TMR3RLH = 0xd7;
TMR3L = 0xff;
TMR3H = 0xd7;

TMR3CN |= 0x04;
}

void T3_ISR() interrupt 14 //定时器3中断服务程序
{
//led=~led;
EA=0;
TCON &=~0x50; //关闭计数器0、1

vl1=TL0; //取左轮速度值
vl2=TH0;

vr1=TL1; //取右轮速度值
vr2=TH1;

TH1=0x00;
TL1=0x00;

TH0=0x00;
TL0=0x00;

PID(); //PID处理

TMR3CN &=~0x80; //清中断标志位
TCON |=0x50; //重新开计数器0、1
EA=1;
}
void interrupt_init(void)
{ IE=0x80;
IP=0x00;
EIE1|=0x80;
EIP1|=0x80;

}

void delay(unsigned int m) //延时程序
{
for(i=0;i<2000;i++)
{
for(j=0;j<m;j++){_nop_(); _nop_();}
}
}

6. KK飞控用的是什么单片机

四轴有很多种做法，下面详细介绍两种：
格氏11.1V2200mA25C锂电 128
B6充电器160
郎宇A2212电机 62×4
螺旋桨8个 40 (需要4个正浆，4个反浆，万一坏了呢剩下备用)
天行者20A电调 48×4
四轴机架 88
飞控板 100 (KK/MWC/ MultiWii等等总要玩个开源飞控吧？否则光调参数你都不好意思说出口)
天地飞6遥控器 200（6通道 遥控器）
通道就是可以遥控器控制的动作路数，比如遥控器只能控制四轴上下飞，那么就是1个通道。但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有：上下、左右、前后、旋转
所以最低得4通道遥控器。如果想以后玩航拍这些就需要更多通道的遥控器了。
算一下总价：128+160+62*4+48*4+88+200+100=1156
把四轴组装起来（会简单的电路焊接就可以了）就可以连接上位机通过电脑调试参数了。
调试主要是PID参数，一般买的飞控简单调调就可以试飞了。
日后还可以加GPS神马的玩些高端的定点飞行。
大四轴一定要有一个安全的调试环境，东西要装牢靠，周围不要有行人。看到有些人调四轴都带护目镜保护眼睛以防螺旋桨断了射出去，高速旋转的螺旋桨就像子弹一样，不要以为是玩就没有安全隐患了，绝不要掉以轻心。

7. pix飞控测速度原理

多旋翼无人机也是由电机的旋转，使螺旋桨产生升力而飞起来的。比如四旋翼无人机，当飞机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量时，飞机的升力与重力相平衡，飞机就可以悬停在空中了。
对于PX4Firmware的调试，有别于传统的单片机单步调试，没有办法仿真，因为是多线程程序，也没有好的集成编译环境。主要还是靠串口打印来调试数据。在Pixhawk飞控上有一个USB的接口，如果想要进入串口打印调试终端nsh，就必须拔掉SD卡，然后用USB口连接电脑，否则不能进入nsh终端。我们采用的开源无人机飞控硬件是pixhawk，相对来说这是一个比较稳定的版本，经过实际的飞行测试，效果比较理想。
FMU中集成了STM32F427处理芯片MPU6050三轴加速计和三轴陀螺仪、MS5611气压计、LSM303D加速度计和磁罗盘。以及丰富的总线接口，4路串口SPI、I2C、ADC接口等等。FMU采用的单片机STM32F427，主要负责对传感器的数据进行采集并进行姿态和位置解算，并通过经典PID控制程序输出控制量到IO程序中，生成飞行控制量，进而控制飞机的飞行。

8. 一文搞懂PID控制算法

PID算法是工业应用中最广泛算法之一，在闭环系统的控制中，可自动对控制系统进行准确且迅速的校正。PID算法已经有100多年历史，在四轴飞行器，平衡小车、汽车定速巡航、温度控制器等场景均有应用。

之前做过循迹车项目，简单循迹摇摆幅度较大，效果如下所示：

PID算法优化后，循迹稳定性能较大提升，效果如下所示：

PID算法：就是“比例（proportional）、积分（integral）、微分（derivative）”，是一种常见的“保持稳定”控制算法。

常规的模拟PID控制系统原理框图如下所示：

因此可以得出e(t)和u(t)的关系：

其中：

Kp：比例增益，是调适参数；

Ki：积分增益，也是调适参数；

Kd：微分增益，也是调适参数；

e：误差=设定值（SP）- 回授值（PV）；

t：目前时间。

数学公式可能比较枯燥，通过以下例子，了解PID算法的应用。

例如，使用控制器使一锅水的温度保持在50℃，小于50℃就让它加热，大于50度就断电不就行了？

没错，在要求不高的情况下，确实可以这么干，如果换一种说法，你就知道问题出在哪里了。

如果控制对象是一辆汽车呢？要是希望汽车的车速保持在50km/h不动，这种方法就存在问题了。

设想一下，假如汽车的定速巡航电脑在某一时间测到车速是45km/h，它立刻命令发动机：加速！

结果，发动机那边突然来了个100%全油门，嗡的一下汽车急加速到了60km/h，这时电脑又发出命令：刹车！结果乘客吐......

所以，在大多数场合中，用“开关量”来控制一个物理量就显得比较简单粗暴了，有时候是无法保持稳定的，因为单片机、传感器不是无限快的，采集、控制需要时间。

而且，控制对象具有惯性，比如将热水控制器拔掉，它的“余热”即热惯性可能还会使水温继续升高一小会。

此时就需要使用PID控制算法了。

接着咱再来详细了解PID控制算法的三个最基本的参数：Kp比例增益、Ki积分增益、Kd微分增益。

1、Kp比例增益

Kp比例控制考虑当前误差，误差值和一个正值的常数Kp（表示比例）相乘。需要控制的量，比如水温，有它现在的 当前值 ，也有我们期望的 目标值 。

当两者差距不大时，就让加热器“轻轻地”加热一下。

要是因为某些原因，温度降低了很多，就让加热器“稍稍用力”加热一下。

要是当前温度比目标温度低得多，就让加热器“开足马力”加热，尽快让水温到达目标附近。

这就是P的作用，跟开关控制方法相比，是不是“温文尔雅”了很多。

实际写程序时，就让偏差（目标减去当前）与调节装置的“调节力度”，建立一个一次函数的关系，就可以实现最基本的“比例”控制了~

Kp越大，调节作用越激进，Kp调小会让调节作用更保守。

若你正在制作一个平衡车，有了P的作用，你会发现，平衡车在平衡角度附近来回“狂抖”，比较难稳住。

2、Kd微分增益

Kd微分控制考虑将来误差，计算误差的一阶导，并和一个正值的常数Kd相乘。

有了P的作用，不难发现，只有P好像不能让平衡车站起来，水温也控制得晃晃悠悠，好像整个系统不是特别稳定，总是在“抖动”。

设想有一个弹簧：现在在平衡位置上，拉它一下，然后松手，这时它会震荡起来，因为阻力很小，它可能会震荡很长时间，才会重新停在平衡位置。

请想象一下：要是把上图所示的系统浸没在水里，同样拉它一下 ：这种情况下，重新停在平衡位置的时间就短得多。

此时需要一个控制作用，让被控制的物理量的“变化速度”趋于0，即类似于“阻尼”的作用。

因为，当比较接近目标时，P的控制作用就比较小了，越接近目标，P的作用越温柔，有很多内在的或者外部的因素，使控制量发生小范围的摆动。

D的作用就是让物理量的速度趋于0，只要什么时候，这个量具有了速度，D就向相反的方向用力，尽力刹住这个变化。

Kd参数越大，向速度相反方向刹车的力道就越强，如果是平衡小车，加上P和D两种控制作用，如果参数调节合适，它应该可以站起来了。

3、Ki积分增益

Ki积分控制考虑过去误差，将误差值过去一段时间和（误差和）乘以一个正值的常数Ki。

还是以热水为例，假如有个人把加热装置带到了非常冷的地方，开始烧水了，需要烧到50℃。

在P的作用下，水温慢慢升高，直到升高到45℃时，他发现了一个不好的事情：天气太冷，水散热的速度，和P控制的加热的速度相等了。

这可怎么办？

P兄这样想：我和目标已经很近了，只需要轻轻加热就可以了。

D兄这样想：加热和散热相等，温度没有波动，我好像不用调整什么。

于是，水温永远地停留在45℃，永远到不了50℃。

根据常识，我们知道，应该进一步增加加热的功率，可是增加多少该如何计算呢？

前辈科学家们想到的方法是真的巧妙，设置一个积分量，只要偏差存在，就不断地对偏差进行积分（累加），并反应在调节力度上。

这样一来，即使45℃和50℃相差不是太大，但是随着时间的推移，只要没达到目标温度，这个积分量就不断增加，系统就会慢慢意识到：还没有到达目标温度，该增加功率啦！

到了目标温度后，假设温度没有波动，积分值就不会再变动，这时，加热功率仍然等于散热功率，但是，温度是稳稳的50℃。

Ki的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显，所以，I的作用就是，减小静态情况下的误差，让受控物理量尽可能接近目标值。

I在使用时还有个问题：需要设定积分限制，防止在刚开始加热时，就把积分量积得太大，难以控制。

PID算法的参数调试是指通过调整控制参数（比例增益、积分增益/时间、微分增益/时间） 让系统达到最佳的控制效果 。

调试中稳定性（不会有发散性的震荡）是首要条件，此外，不同系统有不同的行为，不同的应用其需求也不同，而且这些需求还可能会互相冲突。

PID算法只有三个参数，在原理上容易说明，但PID算法参数调试是一个困难的工作，因为要符合一些特别的判据，而且PID控制有其限制存在。

1、稳定性

若PID算法控制器的参数未挑选妥当，其控制器输出可能是不稳定的，也就是其输出发散，过程中可能有震荡，也可能没有震荡，且其输出只受饱和或是机械损坏等原因所限制。不稳定一般是因为过大增益造成，特别是针对延迟时间很长的系统。

2、最佳性能

PID控制器的最佳性能可能和针对过程变化或是设定值变化有关，也会随应用而不同。

两个基本的需求是调整能力（regulation，干扰拒绝，使系统维持在设定值）及命令追随 （设定值变化下，控制器输出追随设定值的反应速度）。有关命令追随的一些判据包括有上升时间及整定时间。有些应用可能因为安全考量，不允许输出超过设定值，也有些应用要求在到达设定值过程中的能量可以最小化。

3、各调试方法对比

4、调整PID参数对系统的影响

9. 单片机PID控制问题

首先弄清楚PID是一种控制算法！！！
1，“如果用单片机恒温可以使温度到达预定值就停止加热，低了就加热，用一个温度传感器反馈，这样算是一个自动控制吗”你这是控制系统，但是效果会非常差，尤其是对于温度控制这种大惯性系统，达到预定值就停止加热，但是由于惯性，温度肯定会继续上升，电炉烧水的时候，水开了，断电之后水还要沸腾一定时间的（沸腾是很消耗能量的，由此可见如果是加热的话温度上升更严重，你也可以自己用温度计试试看）；“低了就加热”是同样的道理。如果系统对控制精度有要求，你这样做肯定达不到要求。PID是一种控制算法，相对于其他控制算法来说算是最简单的了。PID能够做到在温度快要达到设定值的时候降低加热功率，让温度上升速度变慢，最终稳定在设定值。如果用你的直接控制，温度会在设定值上下振荡，永远不会停在设定值。
2，一般的控制系统都需要加反馈，以构成闭环控制系统，相对的还有开环控制系统。开环控制系统，举个例子，就是你加热的时候事先计算好大约需要多少热量，然后考虑一下环境影响，计算出加热时间，然后控制加热系统按照你这个时间加热。你觉得这样的系统能够稳定工作吗？环境稍稍有变动就挂了！开环控制系统的特点就是很容易受到环境的影响；闭环控制系统就稳定很多，你用1L水可用，2L水也行，500W电能用，1000W电炉也能用，这就是闭环的优点。
因此，大多数的控制系统都是闭环的，开环很少单独使用，即使用到了也是有闭环的。开环其实也是有优点的，开环在控制系统里面叫做前馈（跟反馈对应的），比如你的系统里面电源电压上升了，加热速度肯定会变快，如果你对电源电压采样，将采样的结果输入到闭环里面，对闭环做一个轻微的修正，控制的精度会更好，这就是开环的优势，它是超前的，能够预知结果（根据地源电压提高就能知道需要降低输出功率了）。
说完这些，你应该明白了，反馈是必需的（前馈也可以要，但是不是必需的），PID不能被取代（除非你用其它更复杂的控制算法）。