「2019」「RM圆桌」第九期 PID控制深透析

19. 怎样分析控制元件的参数上限然后知道结合机器人设计参数做出合理选型？怎样区分是控制器参数设计问题，还是本身已达到控制元件性能上限？
上面有类似的回答。分析负载的模型，查出电机的输出扭矩范围，可以推算出加速度过程。
以电机来说，简单的测试方法就是直接给电机发送最大控制值，然后观察反馈曲线，可以计算出最大加速度，接着就可以计算出响应速度，看看是否符合自己的需求。

20. 为什么不直接拿位置、速度、加速度分别乘 Kp1、Kp2、Kp3 而要用到PID的D项（位置除以dt）？相较于微分出来的结果与直接从传感器拿到数据会有什么不一样？是传感器数据不够平滑还是？有没有可能使用三个嵌套环然后每个环只调节P？中间会遇到什么问题？
你的意思是位置微分得到速度，速度微分得到加速度，速度积分得到位置，以此类推，所以用一个控制器就完成串级PID的功能？大胆的想法，建议自己试一下

哈哈哈  很大胆  真的考虑自己试试

21. 对一个机构来说，PID到底可以适应到什么程度的控制，我能不能理解这几个参数其实是跟机构的动力学模型是挂钩的，那动力学模型的自变量是角加速度、角速度、角度得到力矩，那PID如果使用了这三种自变量是不是就代表控制器的模型是贴近了实际的动力学模型，然后如果控制元件参数达标的话效果已经可以很理想？相应的我应该怎么考虑机器人机构的机械设计，除了了转轴在质心附近？
PID具有一定的鲁棒性，在系统模型不发生很大变化的情况下都可以取得较好的控制效果。
PID控制器从频率来理解其实就是一个带阻滤波器，肯定是贴近了实际的动力学模型才能取得控制效果。
结构的要求简单来说就是牢固稳定，刚度足够大，没有异常的振动模态，然后尽量减小转动惯量，减小负载。

22. 除了PID之外有没有别的控制器比较适合我们制作的机器人机构使用？如果有你们会推荐我们在哪些机构使用哪些控制器？
最近比较流行的ADRC控制器可以了解一下。
PID+滤波器足以适用绝大部分机构了。

大家还有问题的话，多提问，我们的问题收集截止至20:00

23. 物体在垂直面上做转动控制（云台Pitch轴），需不需要把重力的分力考虑添加到控制器当中？或者怎么把这个力简化然后设计到控制器当中？或者是可以忽略的？这个可忽略的程度能不能帮忙量化一下？比如云台 -30 度 ~ +30度， 重力的分力：T(degree) = mg*cos(degree)*r , T- motor(最大连续转矩) = 3.0Nm。
看实际表现情况吧，可以考虑进去，做成简单的自适应PID控制器。
信息量不足，无法帮你量化啊，实在抱歉

请问在gyro mode下控制底盘跟随云台的PID应该怎么实现啊？感觉没有思路。感觉yaw轴电机在转，然后底盘也在旋转，这样怎么通过IMU维持云台稳定呢？

24. 对于移动机器人的底盘而言，可以怎样考虑把摩擦力这个变量考虑进控制器当中，而达到物理环境更换之后（从家里到比赛场地）快速调参的目的？而不需要重复之前的调参过程？或者说如果本身控制器设计得好，摩擦作为模型得一个很小变量，是可以忽略的？
理论上来说首先需要能够观测出摩擦力，然后针对系统进行建模，然后可以从传递函数的角度进行设计控制器。但是实际来说，影响应该不会很大，比赛场地也不会让大家的车轮有明显的打滑，这个不用慌。

Extreme 发表于 2019-3-22 19:11
8. 还有大佬对于matlab的小白你有一些建议吗，比如说推荐一些书籍，和重点的学习方向.
这个问题也是很宽泛 ...

谢谢大佬