智能车制作
标题: 原来我的飞思卡尔已经结束了~~谈谈我的渣渣经验 [打印本页]
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-6 13:35
标题: 原来我的飞思卡尔已经结束了~~谈谈我的渣渣经验
飞思卡尔是一段基情燃烧的岁月，是白天课上的一堆瞌睡，是傍晚擦赛道的一盆抹布，凌晨的一桶康师傅，是清晨的一缕阳光。。。。然而，我的飞思卡尔就这样先告一段落了，我的第一届智能车，也可能是最后一届，下一届就大三了，那时就是实验室的新生力量的奋斗了。
其实是决赛的时候忘记了调速度档，以一个中速跑了下来，嘿嘿，二逼吧，遗憾吧，两米三的速度，还能上两个档，最高能稳两米六，他能做到啊！只是可惜呀，都说没有遗憾怎么叫青春。说的真操蛋，真特么有道理。除了我，还有通过这届比赛认识的好多高手，真的是遗憾，不过还要记住人品是守恒的，努力和付出了，就会有收获，可能这次不是收获的时候，嘿嘿，这样想会好一些吧。
这段期间，感谢论坛里的朋友们，更要感谢某群的群友们，你们真的是又会水又会套路又很牛逼，跟你们学到了很多。进国赛的加油，带着兄弟们的遗憾，嘿嘿。下面，说说我头一年做车的一些渣渣经验，没有啥，就是自己比赛前和比赛后的一些日记，就是想着万一谁看着能用的上就行。
直立调节：
角度环： 首先融合角度，陀螺仪积分得到的角度和加速度计得到的角度融合，融合后的角度在和加速度计计算得到的角度对比，目标是
1、 融合后的角度稳定的时候波动的值尽量小，在小数点后一位波动，这个需要调节参数PACC，这个参数是对加速度计的信赖程度，即权重分配。（加速度计得到的角度是很不稳定的）
2、调节B_P 使融合的角度和加速度计的角度跟随，以为加速度计灵敏，反应姿态快，所以要让融合的角度尽量不滞后于当前的角度。
上位机理想效果图：
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image001.jpg
简单来讲，一要稳定，二要跟随度好。
实际上，给车PWM试验时，能立的很稳的时候的波形不一定是最好的，以实际为准。
角度环是用PID调节里的P,D调节，P的控制量是融合后的角度，D的控制量是实时积分出的角度值。
P是调整回复力，D是防止超调
单P是能立起来的。
先调节P，找到P的方向，即正负；然后慢慢增大，肯定单P是能立住的，然后P增大到有超调的现象，就是上下在平衡位置晃动，这个时候增加D，也是先找到D的方向，正反馈就是方向反了。D的量个人觉得是微调的，慢慢增加他，会发现超调越来越小，直到你摆动车身的时候立刻回复平衡位置。
速度环：P,I调节
P的控制量是设定速度减去平滑滤波后的速度
I的控制量是设定速度减去当前速度的积分
按照桌老师的方案：
一：静态调节速度环
先调节I，（在有角度环的时候调节速度环）先确定I的方向
正常的现象是 向一个方向推小车，小车会自己回到原来的位置，并在原来的位置来回震荡，然后再加P，直到小车能迅速回到原来的位置。
二：动态调节速度环
在静态调节速度环达到所需效果后，给一定的速度，小车能够匀速前进。这里面有个积分限制的问题，最开始不用加积分限制。
具体算法之后再说
继续说明速度环：静态调节I控制震荡幅度，
I大了的现象是推出去会很快回来，但是会过冲向反方向荡出去，一直往复下去。
I小了的现象是推出去后不能很快荡回来甚至回不来。
如果I刚好感觉 合适，就开始加速度环的P
P是让小车迅速回到设定速度。
在调节好I的基础上，开始加P，一点一点给P，感受车的现象，小车震荡会越来月减少，直到小车能够没有过冲，推出去后回到原来的位置。
如果小车回来的不够迅速，那么就在你之前感觉合适的I的基础上，在加I，同时根据加I的现象再加P。
动态的时候最好把方向环加上，没有方向环也行。给定速度，看小车能否维持这个速度前进，我的车是静态很好，但是给速度就会有不稳。
<<PID.gif>>
这个动态图片是PID的作用，很形象
省赛回来了，是啊，就是充满了遗憾，小翔的实力我是清楚的，就所有赛区而言，他就是国赛的水平。嘿嘿，不提了。
再次简单说一下平衡车的调试方法：
1、角度环。用的模拟I2C，比较稳定，但是速度较慢，但是够控制了。用mpu6050读取角加速度的值，用mma7361读取加速度的值，角速度积分得到实时角度Angle_g，但在此基础上需要乘以一个时间系数BP（后面继续说），mma7361得到的是AD值，16位，0~65535.找到物理中值，方法是转一圈，找到最大值，最小值，做和除以2，挺准的，再乘以一个系数将AD值映射到-90到90度记为Angle_a。然后将两个传感器得到的角度值进行互补滤波融合角度Angle_present。互补滤波就是先加权，在将融合后的角度Angle_present传给角加速度得到的角度Angle_g,逐次逼近，互补滤波。这里为什么要将陀螺仪的角加速度得到的角度权重给的很大，是因为角速度计得到的数据不稳定，晃动很大，就是放在桌子上，自己都会有很大的跳动，这很正常，所以引入陀螺仪积分得到的角度，他的曲线基本没有毛刺，很光滑，所以权重较大，所以融合的时候需要好好调节之前所说的那个系数BP，达到融合角度Angle_present与Angle_a曲线基本重叠，并且不出现过冲，而且要跟随得很好。就像上面的那张图一样。这是理想的。然后就可以加PD控制了，P的控制量就是角度Angle_present加上你需要的零偏角。D的控制量是实时角度值。
我的第一辆车最开始单P立不起来，找了很久的原因，才发现是电机的死区电压给的太大了，其实死区电压基本不需要。但是改小了死区电压后，单P仍然不是很稳，加一点点D就好了。 但是我的第二辆车，因为陀螺仪的位置装在了车轴附近，单P就立的稳的不行，虽然不可思议，但是真的是这样，比赛的时候也是单P跑的。单P跑2.6m没问题。结构很重要。
2、速度环。编码器一开始用的学长传下来的编码器，512线迷你。正交解码，用的是CD4013解析方向，但是CD4013总是会坏一路，特别邪门，第一辆车就用这个跑的，过了校赛，买的泰庆的小钢炮，真的是小的不行，但是唯一不太好的地方就是轴不太结实，稍微有一点瓢，带自己解析方向的，省着在用CD4013了。速度环说简单很简单，说费劲能让你烦到不行。PI控制，P控制量是设定速度减去平滑滤波后的实时速度，I的控制量是设定速度减去实时速度的积分，这个就不多说了。调节速度环，你一定会遇到一个现象，忽快忽慢，如果你PI一个劲再调节，也不好使，那就是你的控制周期有问题，绝对是这样！我经历这段时期的时候都已经崩溃了。调节速度环，到后来掌握了一套方案:首先静态去调，之前有说过，找到PI的方向，然后在比较大的回环上，用蓝牙发送速度，先给单P，看速度是否能达到设定速度，达到也肯定是上下跳动很大的，这个时候给I，慢慢调节I，这个时候速度就会渐渐平稳，然后在大跑道上跑，再跟踪速度的值。这样调节速度环，感觉还是很准的。这里忘了说，积分限幅很重要，有的时候限制的太小速度环的I就不起作用了。个人建议：回环可以用KT板，可以摩轮胎，如果你的轮胎摩擦力感觉不够，可以这样试试，但是真正的最好最有效的磨轮胎方法就是跑，哈工大的一朋友的车就是硬跑的，跑了一年。轮子摩擦力足够了。结构很重要
3、方向环。
方向控制就是最最平凡的差比和，最开始用过三个电感，两边判断方向，中间电感做偏差，然而最开始初值采的不好，车子跑的时候角度变化会导致不线性，试过将采集初值和角度拟合成函数，但是效果不太好，可能是自己没处理明白吧。到校赛前就是用的差比和，电感肯定是要掰一下的，内八字。太切八字，十字晃，太水平，又会串道，这里调节的方法就是找到一个合适的值，在十字和容易串道的地方一个劲调试，采集板的增益也得调节，采集电感值小的时候，不容易串道，但是十字太切内。所以这需要适中。这里忘了说，归一化，你调好之后，记录你的值，然后归一化，我做的不是很好，以至于最后没有用归一化，不归一化的缺点就是适应性不强。校赛的时候是用的分段P，效果还好。去省赛的时候用的中间一个竖直电感，他能完全分出直道，大S，十字。给分段PD就更好给了，效果还好吧。采集的AD值用AD硬件16次滤波加上软件平滑滤波20次。模糊算法没有用过，自己渣。前瞻38厘米。结构很重要。
4、车子的结构真的太重要了。我的车是倒着跑的，东北赛区我就看到了一辆也是倒着跑的。之前想着倒着跑就是试一试，结果就这样用了，坡道是个难题，急坡真的不好上，只要是稍微缓一点就能上了，坡道今年就是垃圾，也没处理。倒着跑都说直道能加速到不可控，我的车没有出现这个问题，给多少是多少，挺稳的，拐弯很灵敏。就是坡道啊，，因为是倒着跑，所以单杆，很稳，对了，电感信号线，用最细的那种屏蔽线，网上有，比漆包线啥的稳多了，16位AD晃动值100多，就是线不太好做，不过我队友真的牛叉，做的特别好，而且3D打印技术好，陀螺仪槽，电池支架，电机驱动槽，都做的特别好，结构很紧凑，陀螺仪的位置就在车轴上，我觉得单P能够控制得这么硬就是因为陀螺仪放在这的原因吧。重心很低，但是后来因为物理平衡角度太高了，出于无奈，加了配重，其实车一定是越轻跑得越快，前提重心低，好的跑车不也是轻，且地盘低，排量大。排量的话，我们的电机驱动是BTN7971，明年也想用，因为这个芯片有电流反馈引脚，之前一直想试着电流闭环，电池对电机的影响还是不小的，以至于后来哪套参数适应于哪个电池都记的明明白白。结构很重要啊。
最后：想对那些遗憾没有进国赛的车友说一句勉励的话：
出于信仰，心有不甘。面向未来，春暖花开。
作者: 粉宙 时间: 2016-8-6 13:54
飞思卡尔是一段基情燃烧的岁月，是白天课上的一堆瞌睡，是傍晚擦赛道的一盆抹布，凌晨的一桶康师傅，是清晨的一缕阳光。。。。
作者: 孤雁_wWv5v 时间: 2016-8-6 13:54
赞一个，同是做车人呐。
作者: 粉宙 时间: 2016-8-6 13:54
火钳刘明，给楼主赞
作者: 啊越超人 时间: 2016-8-6 13:56
凌晨的康师傅 望着手里的红烧牛肉不知所措
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-6 14:39
我有涛哥照片file:///C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Tencent\QQ\Temp\]8AQ9W0C{K]EZ){SGFEMIXV.giffile:///C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Tencent\QQ\Temp\]8AQ9W0C{K]EZ){SGFEMIXV.gif
，粉宙
作者: wxt123 时间: 2016-8-6 15:17
顶，赞一个
作者: 未来家CON 时间: 2016-8-6 15:32
很棒很棒！
作者: 玩意Tc 时间: 2016-8-7 00:04
楼主已经很棒了~
作者: cankun1314 时间: 2016-8-7 03:42
楼主很666啊
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-7 11:06
老坛酸菜比较提神
作者: 17862983805 时间: 2016-8-7 11:26
楼主已经很6了
作者: 天河紫星 时间: 2016-8-7 12:49
出于信仰，心有不甘。面向未来，春暖花开。
作者: 天河紫星 时间: 2016-8-7 12:49
继续加油
作者: gavinzxw 时间: 2016-8-7 13:25
就该点个赞
作者: Frank少校 时间: 2016-8-7 15:06
66665
作者: §小?丑? 时间: 2016-8-8 02:22
楼主很6，加油。面朝未来春暖花开
作者: 灯火阑 时间: 2016-8-8 04:16
总之，战斗远未结束
作者: 永远的记忆 时间: 2016-8-8 09:26
楼主加油
作者: 粉宙 时间: 2016-8-8 09:29
发给我看看啊
作者: 萌萌晨 时间: 2016-8-8 11:08
小粉宙，说的好像你参加过似的
作者: 残雨 时间: 2016-8-8 12:42
楼主学习了
作者: xhx331153066 时间: 2016-8-8 18:39
个人比较喜欢鲜虾鱼板面，不油腻，不太辣，吃多了也不会嗓子疼或者太渴
作者: 电气强哥 时间: 2016-8-8 22:35
很久没有读到这么优秀的文章了，绝对真情流露，佩服呀😄
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-9 18:05
同样加油，嘿嘿
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-9 18:06
还是大神有经验，哈哈
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-9 18:06
萌萌，你们怎么样呀，一直不知道
作者: 电气胖哥 时间: 2016-8-9 18:07
发现一只小博子~~
作者: xhx331153066 时间: 2016-8-10 07:27
我是新人
作者: scoefield 时间: 2016-8-12 11:02
最重要的是有基友陪你一起通宵达旦，即使是你在调车，他在吃康师傅，哈哈
作者: §小?丑? 时间: 2016-8-13 13:49
每天上课睡觉，进了实验室就像打了鸡血一样。
作者: 996473488 时间: 2016-8-23 16:20
共勉啊。青春无悔。国赛完了，智能车也放下了，离开了实验室。有机会再看看比赛吧
作者: 电气胖哥 时间: 2016-11-5 10:20
工作上继续加油！哈哈~记得看看炸开花的十二届
作者: znjqr 时间: 2016-11-5 12:59
楼主已经很棒了~
作者: 电气胖哥 时间: 2016-11-16 00:00
继续加油！嘿嘿！
作者: q1713414416 时间: 2016-11-16 02:03
赞一个
作者: 归依龙井 时间: 2017-3-3 20:00
激情的日子啊
作者: 竹鱼。 时间: 2017-3-5 01:46
给我电学胖哥10086个赞
作者: zqs3328729 时间: 2017-3-18 22:49
666666666666
作者: zh123532013 时间: 2017-3-18 23:34
赞一个，深有同感，感觉大学没有白过
作者: a457705776 时间: 2017-3-21 19:39
春吉 前来报道 哈哈哈哈
作者: Q浢I 时间: 2017-5-15 23:56
胖哥 我想问一下 平滑滤波后的速度 是怎么平滑滤波 能帮忙解答一下吗？
作者: Jerry299 时间: 2017-6-28 16:20
看了好多遍，产生好多共鸣。直立的速度环应该是最难的，本人调试的时候遇到过加速一端减速一端这样现象，看楼主是控制周期解决的，真心很棒。我们当时调试了若干种PI参数，最终加减速相对稳定了就不管了。现在想想这个问题原来还可以这么解决。
作者: qdm780 时间: 2017-9-6 20:52
青春
作者: 哈哈我 时间: 2018-4-1 14:14
努力
作者: dxa572862121 时间: 2018-4-1 15:07
顶一个( ?皿?)
作者: 鸡毛飞上天 时间: 2018-4-6 18:32
请问楼主BTN的电流环是怎么调的呢？我在调试的时候给固定占空比返回的数据波动超大欸
:Q
作者: 麋鹿迷路 时间: 2018-5-21 12:38
谢谢楼主分享经验
作者: 521521le 时间: 2018-5-23 22:28
谢谢朋友的经验分享
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