多旋翼控制基礎(chǔ)是將用戶輸入的遙控信號（期望角度值 ）通過計算調(diào)整電機輸出最后達到期望姿態(tài)值
單環(huán)PID.png
在單環(huán)PID控制算法中钠龙，用戶期望值輸入是角度信息，通過PID控制器后輸出電機控制信號扛芽，再次經(jīng)過MEMS器件反饋角度到PID控制器元潘，根據(jù)偏差值 來調(diào)整輸出殿如。
普通控制情況下馁菜，單環(huán)PID完全夠用了茴扁，但有以下幾個問題
1.飛行器穩(wěn)定性不好沒有阻尼感
2.MEMS器件對角度的敏感度不如對角速度敏感度來得高
鑒于以上情況在控制邏輯上對算法進行修改，修改為串級PID
串級PID.png
使用串級PID可以有效利用MEMS器件對角速度敏感的特點汪疮，增加飛行中的阻尼感和飛行的穩(wěn)定性峭火，串級PID的輸入依然為用戶的期望角度毁习，將用戶期望角度值經(jīng)過角度PID環(huán)后，得到期望角速度躲胳，再將期望角速度輸入給內(nèi)環(huán)角速度控制環(huán)蜓洪，最后得到電機輸出量，輸出到電機坯苹。
串級PID整定
- 內(nèi)環(huán)P：從小到大，拉動飛行器會感覺到越來越困難摇天，越來越感覺到四軸在抵抗你的拉動粹湃；達到一個比較大的數(shù)值時，四軸會自己高頻震動泉坐，如果此時輸入大桿量時为鳄，四軸會高速震蕩幾下，過幾秒后穩(wěn)定腕让，繼續(xù)增大孤钦，不用人為干擾，自行發(fā)散翻機纯丸。
- 內(nèi)環(huán)P：從小到大偏形，拉動四軸越來越困難，越來越感覺到四軸在抵抗你的拉動觉鼻；到比較大的數(shù)值時俊扭，四軸自己會高頻震動，肉眼可見坠陈，此時拉扯它萨惑，它會快速的振蕩幾下，過幾秒鐘后穩(wěn)定仇矾；繼續(xù)增大庸蔼，不用加人為干擾，自己發(fā)散翻機贮匕。特別注意：只有內(nèi)環(huán)P的時候姐仅，四軸會緩慢的往一個方向下掉，這屬于正炒趾希現(xiàn)象萍嬉。這就是系統(tǒng)角速度靜差。
- 內(nèi)環(huán)I：前述PID原理可以看出隙疚，積分只是用來消除靜差壤追，因此積分項系數(shù)個人覺得沒必要弄的很大，因為這樣做會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性供屉。從小到大行冰，四軸會定在一個位置不動溺蕉，不再往下掉；繼續(xù)增加I的值悼做，四軸會不穩(wěn)定疯特，拉扯一下會自己發(fā)散。特別注意：增加I的值肛走，四軸的定角度能力很強漓雅，拉動他比較困難，似乎像是在釘釘子一樣朽色，但是一旦有強干擾邻吞，它就會發(fā)散。這是由于積分項太大葫男，拉動一下積分速度快抱冷，給 的補償非常大，因此很難拉動梢褐，給人一種很穩(wěn)定的錯覺旺遮。
- 內(nèi)環(huán)D：這里的微分項D為標準的PID原理下的微分項，即本次誤差-上次誤差盈咳。在角速度環(huán)中的微分就是角加速度耿眉，原本四軸的震動就比較強烈，引起陀螺的值變化較大猪贪，此時做微分就更容易引入噪聲跷敬。因此一般在這里可以適當(dāng)做一些滑動濾波或者IIR濾波。從小到大热押，飛機的性能沒有多大改變西傀，只是回中的時候更加平穩(wěn)；繼續(xù)增加D的值桶癣，可以肉眼看到四軸在平衡位置高頻震動(或者聽到電機發(fā)出滋滋的聲音)拥褂。前述已經(jīng)說明D項屬于輔助性項，因此如果機架的震動較大牙寞，D項可以忽略不加饺鹃。
- 外環(huán)P：當(dāng)內(nèi)環(huán)PID全部整定完成后，飛機已經(jīng)可以穩(wěn)定在某一位置而不動了间雀。此時內(nèi)環(huán)P悔详，從小到大，可以明顯看到飛機從傾斜位置慢慢回中惹挟，用手拉扯它然后放手茄螃，它會慢速回中，達到平衡位置连锯；繼續(xù)增大P的值归苍，用遙控器給不同的角度給定用狱，可以看到飛機跟蹤的速度和響應(yīng)越來越快；繼續(xù)增加P的值拼弃，飛機變得十分敏感夏伊，機動性能越來越強，有發(fā)散的趨勢吻氧。
