用光传感器制作的平衡小车程序

aeinstein

程序使用乐高自带的NXT-G，实现了一个比例微分积分控制(PID)。如果用语言描述的话，是这样的：

用手将机器人保持平衡，读取光传感器平衡值；
程序进入循环：
读取光传感器值；
误差=光传感器值-平衡值；
计算误差的微分（即变化率），就是用当前读到的误差减去上一个循环中的误差；
计算误差的积分，就是把当前读到的误差加到所有以前的误差和里面去；
电机的驱动power=Kp*误差+Kd*误差微分+Ki*误差积分，其中Kp，Kd，Ki分别为比例放大系数，微分放大系数和积分放大系数；
程序结束。

其中三个放大系数的调整需要一些尝试。一般原则是：先将Kd和Ki设置为零，Kp可以为一个合理的值（电机power最大值为100），比如10，让后运行程序，用手扶着机器人看它的表现。如果不能够直立，就需要加大Kp。如果可以直立，但是抖动的厉害，就很好了，进入下一步。
下一步就是增加微分系数Kd，以求减少抖动，逐步增加，直到抖动非常小，不需要手辅助就可以自主直立的时候，就基本完成了。
增加一点点Ki可以使得机器人反应更快一点。但是要注意误差的积分有可能会变得很大（因为在不断累加），所以只需要非常小的值就可以了。比如0.1。

下面是程序的一部分截图。希望能有所帮助，又不影响各位自己尝试。当经过一番尝试，最终参数调整正确，机器人突然可以站立的时候还是很激动人心的。

aeinstein

多谢版主赞扬

安步当车

好好拜读一下，谢谢。

jiangqunfeng

拜读 不过有好多地方不懂 我的水平没到哪里啊  希望加楼主好有QQ：553153699

bazzixs

我也是前几天也是先把I D弄成0先调P的...呵呵..最后也站起来了~~~当时确实很高兴地说~现在在尝试使用陀螺仪  搞不定呀~~

aeinstein

jiangqunfeng 发表于 2011-8-21 09:18
拜读 不过有好多地方不懂 我的水平没到哪里啊  希望加楼主好有QQ：553153699

多谢支持
我不方便用QQ，请在这里或者我的博客上留言，那样也可以讨论

jiangqunfeng

aeinstein 发表于 2011-8-22 01:44
多谢支持
我不方便用QQ，请在这里或者我的博客上留言，那样也可以讨论

恩 好的

薛源

发个程序上来吧！有些看文字不明白

懒羊羊

发个程序上来吧！有些看文字不明白

whl

不是太明白楼主的意思。
如果能稍微解释一下最后实现的功能就好了（看介绍是让机器人“站”起来，但是，机器人最初是什么状态、通过什么动作、最终达到什么样的状态？）。

aeinstein

whl 发表于 2011-8-24 09:30
不是太明白楼主的意思。
如果能稍微解释一下最后实现的功能就好了（看介绍是让机器人“站”起来，但是，机 ...

请参考我博客上的视频：http://blog.sina.com.cn/s/blog_71afdbfd0100t1vu.html

程序就在那两张贴图里（除了最开始的几个定义变量的block没有在图中显示以外，PID控制部分全部在图中）。大家照着图就可以自己编这个程序了。如果直接把程序放上来，可能会影响大家自己尝试的乐趣。

whl

aeinstein 发表于 2011-8-25 00:48
请参考我博客上的视频：http://blog.sina.com.cn/s/blog_71afdbfd0100t1vu.html

程序就在那两张贴图里 ...

明白了——自平衡小车。
感谢分享。

jzz71

浅显易懂，不错

aaaa3333

{:soso_e115:}这个程序看不太懂！

sunsuny

希望楼组提供一下最终的PID参数。
一般来说，不是温度等大滞后环节是不需要D调节的。P调节响应速度，I消除静差。