智能车制作

标题: 求教吉他手老师以及各位大神，电磁直立稳定问题。 [打印本页]

作者: xijiaomanyan 时间: 2012-4-25 16:03
标题: 求教吉他手老师以及各位大神，电磁直立稳定问题。
吉他手老师以及大神，由于今年刚参加智能车比赛，没有多少经验，我们的小车调了很久还是没有达到很好的效果找不到原因，希望大家帮我们找找原因，给点建议。
目前的情况如下：
1.参考了清华的方案，采集陀螺仪以及加速度计值后分别归一化处理等等后，然后通过卡尔曼滤波得到角度值。把电机关掉，向前45度倾斜小车保持一段时间，然后向后45度倾斜以及用手较快速的前后晃动小车，这三种情况通过上位机采集的波形来看，滤波之后得到的角度波形跟加速度计的波形基本上没有延迟，跟踪很好、平滑，快速前后晃动时也是，跟踪很好，只有幅值差别。
2.也是跟大家一样通过调节PD值来让小车直立，P值对应滤波之后得到的角度值，D值对应陀螺仪偏移量乘以比例系数后的值。也知道光靠PD无法让小车静止下来，但我们想应该能得到较好的抗性以及稳定性。
按照官网视频中的方法，先调节P然后D。调了至少2个星期，最后的效果不是很理想，也很奇怪。我们没有加速度闭环，零偏值应该正确，中断采用清华方案的方法，芯片是xs128，也考虑了配重的影响。有下面两种情况，

①我们把加速度计跟陀螺仪装在车的后面时，通过调节PD 以及零偏值虽然让小车勉强能直立，但很不稳抗性差。小车往后倾斜时可以直立，往后跑，过程中有晃动，不时的点头，跑了很长一段距离后就翻了；但往前倾斜时，立马就倒下，不能直立。这个问题，我们写了两条PD语句分别对应前倾后倾两种情况，两条语句的PD值相同或者不同时，情况基本上没有改变，还是向后可以勉强直立，向前不行。

②我们把加速度计跟陀螺仪装在车的前面时，跟上面的过程一样，也注意了改变相关程序的正负值。出现了相反的结果，向前是勉勉强强能直立，向后就不可以了。抗性依旧很差，稳定性很差。

③通过上面两个情况，我们猜想是不是加速度计有问题，只能满足一个方向的直立。然后我们让电机不转，前后以相同的角度晃动小车，当然不是严格上前后角度相同，只是大概相等。通过上位机采集波形的观察，加速度计偏移量跟滤波之后得到的角度两个波形，各自的正负幅值是差不多的。

④也考虑了陀螺仪温漂的问题，我们做了如下测试。让小车处理直立状态，同时让其两轮悬空。没有外力作用于小车，电机也慢了下来，最终静止不转。然后在上位机上看陀螺仪跟加速度计的波形，一段时间内，两个值都是0左右。基本上没有温漂的现象。

以上就是我们小车的情况，还望吉他手老师以及论坛各位大神帮帮分析分析。

作者: xijiaomanyan 时间: 2012-4-25 18:23
自己顶上来啊。~~求回复

作者: lookat119 时间: 2012-4-25 18:27
我们也遇到了同样的问题，估计是加速传感器的问题

作者: xijiaomanyan 时间: 2012-4-25 18:32

lookat119 发表于 2012-4-25 18:27
我们也遇到了同样的问题，估计是加速传感器的问题

一起等待回复吧。

作者: zhangyechu 时间: 2012-4-25 19:58
我的也是，求解！！

作者: 苏婷婷 时间: 2012-4-25 20:03
吉他手很忙，自己解决！

作者: xijiaomanyan 时间: 2012-4-25 20:14

苏婷婷发表于 2012-4-25 20:03
吉他手很忙，自己解决！

希望吉他手老师空闲的时候，给看看就行。

作者: 十八龙潭 时间: 2012-4-25 20:46
（1）将你滤波后的角度加一个常数或减一个常数，即P*(角度+或-常数)+D*角速度（这相当于调节重心）
结果可能是车子往两边都不能平衡。
（2）调节P、D参数，车子也许就能直立了。
（3）若车子还是不能直立，也许是加速度计影响过大，调节卡尔曼滤波参数，降低加速度计的影响。
（4）每次程序运行进行陀螺仪零点自动重设，尽量降低陀螺仪温漂的影响。
（5）检查模块安装是否松动。
（6）检查硬件。
以上建议仅供参考。

作者: 吉他手 时间: 2012-4-25 20:53
对于问题叙述很详细，同时对于问题有自己的思考判断，有实验验证过程。学习方法正确，态度很积极。值得其他同学参照学习。
你所叙述的问题大体可以概括一下几个方面：
（1）角度计算采用了卡尔曼滤波。（对于该算法和实现过程你是否自己已经清楚了？）
（2）车模直立抗震性不好。（究竟什么状态，最好的办法，通过拍摄录像，再使用QQ影音中的转换工具，形成GIF动画展示出来。这个方法前两天有同学在本网站使用过。这样比起你的叙述更加直观，信息量多）
（3）车模前后倾斜特点不一致。一个方向能直立，一个方向立即到。
对于这样复杂的调试过程，最好的办法就是从自己明白物理过程和计算方法的过程入手。将自己所不清楚的部分先排除掉。就可以隔离出问题进行分析了。
首先第一步，上面如果对于卡尔曼滤波不熟悉，可以先使用官方参考设计方案的方法滤波。这样可以先排除滤波中可能存在的问题。等后面其他问题解决完了，可以再转回来使用卡尔曼滤波再次实现。
第二步，车模抗震性不好，有可能与车模前后倾斜特点不一致有关系。下面可以就为何车模前后不一致问题进行排查。这个控制过程物理过程比较清晰（PD控制），可以将车模前后摆动后，控制电机PWM量输出，画出曲线观察是否对称。如果对称，则观察电机运动是否对称。如果对穿则观察车模直立前后是否对称。一次类推，至此找到造成问题的原因。
第三步，则调整PD，增强车模抗震性能。并通过调零点是的车模大体能够保持静止。
最后，可在返回到你的卡尔曼滤波等。

总之，不在现场，无法确切知道你的车模上究竟发生了什么。因此希望你细细将控制中牵扯到的硬件和软件按照从清楚，到模糊的过程逐步缩小范围圈子。

希望上述能够给你些启示，具体还是靠你自己解决吧。

作者: 奉有福 时间: 2012-4-25 21:04