自平衡车，直立控制，卡尔曼滤波倾角控制转速

华丽与creazy

我在做平衡小车，在卡尔曼滤波计算出倾角之后我再进行PID调节的时候，因为在PID调节函数里面加上了if(Angle>-3.0&&Angle<3.0){Angle=0.0;}，然后发现倾角在我缓慢变化至3度后，刚过3度时倾角会突然猛的增加，然后减小最后稳定在正常值上，如果我不加这句话，倾角变化一直正常，百思不得其解，希望有大神能帮帮我。。。。

另外，卡尔曼滤波和速度PID控制我都是写在中断里的，周期5ms，PID参数我暂时只加了一个P调节，其他均为零。




//******卡尔曼参数************

const float Q_angle=0.001;  
const float Q_gyro=0.003;
const float R_angle=0.5;
const float dt=0.07;                           //dt为kalman滤波器采样时间;或0.005,0.07
const char C_0 = 1;
float Q_bias=0.0, Angle_err=0.0;
float PCt_0=0, PCt_1=0, E=0;
float K_0=0, K_1=0, t_0=0, t_1=0;
float Pdot[4] ={0,0,0,0};
float PP[2][2] = { { 1, 0 },{ 0, 1 } };
float position;
static const float Kp  = 40.0;                             //PID参数  Angle  
static const float Kd  = 0.0;                                         //PID参数  Gyro_y  
static const float Ksp = 0.0;                                 //PID参数  motor_speed  
static const float Ksi = 0.0;                                  //PID参数    position         


/*****************卡尔曼滤波**************************************************/
void Kalman_Filter(float Accel,float Gyro)               
{
         Angle+=(Gyro- Q_bias) * dt; //先验估计

         Pdot[0]=Q_angle- PP[0][1] - PP[1][0]; // Pk-先验估计误差协方差的微分

         Pdot[1]=-PP[1][1];
         Pdot[2]=-PP[1][1];
         Pdot[3]=Q_gyro;

         PP[0][0]+= Pdot[0] * dt;   // Pk-先验估计误差协方差微分的积分
         PP[0][1]+= Pdot[1] * dt;   // =先验估计误差协方差
         PP[1][0]+= Pdot[2] * dt;
         PP[1][1]+= Pdot[3] * dt;

         Angle_err= Accel - Angle;        //zk-先验估计

         PCt_0= C_0 * PP[0][0];
         PCt_1= C_0 * PP[1][0];

         E= R_angle + C_0 * PCt_0;

         K_0= PCt_0 / E;
         K_1= PCt_1 / E;

         t_0= PCt_0;
         t_1= C_0 * PP[0][1];

         PP[0][0]-= K_0 * t_0;                  //后验估计误差协方差
         PP[0][1]-= K_0 * t_1;
         PP[1][0]-= K_1 * t_0;
         PP[1][1]-= K_1 * t_1;

         Angle        += K_0 * Angle_err;           //后验估计
         Q_bias      += K_1 * Angle_err;           //后验估计
         Gyro_y   = Gyro - Q_bias;       //输出值(后验估计)的微分=角速度

}

void Angle_Calculate(void)
{

/****************************加速度****************************************/

         Accel_x  = MPU6050_Real_Data.Accel_X;           //读取X轴加速度
         Angle_ax= Accel_x*1.2*180/3.14;     //弧度转换为度

/****************************角速度****************************************/

          Gyro_y = MPU6050_Real_Data.Gyro_Y;            
   Angle_gy += (Gyro_y)*0.003;

/***************************卡尔曼融合*************************************/
         Kalman_Filter(Angle_ax,Angle_gy);       //卡尔曼滤波计算倾角

}


void Speed_Pid_Calculate(void)
{
          if(Angle>-3.0&&Angle<3.0){Angle=0.0;}
                  

倾角变化五

倾角变化一

倾角变化二

倾角变化三

                   Speed_control  = (Kp*Angle + Kd*Gyro_y);            //PID：角速度和角度调节
                 Speed_control +=(Ksp*motor_speed + Ksi*position);   

                   //PID：车速度调节

           speed_control_l= (int)Speed_control ;            //左轮速度
                   speed_control_r= (int)- Speed_control;    //右轮速度

                   if(speed_control_l> MAX_SPEED) speed_control_l = MAX_SPEED;
                   if(speed_control_l< -MAX_SPEED) speed_control_l = -MAX_SPEED;
                   if(speed_control_r> MAX_SPEED) speed_control_r = MAX_SPEED;
                   if(speed_control_r< -MAX_SPEED) speed_control_r = -MAX_SPEED;

}

华丽与creazy

卧槽？！图片怎么还弄到文字里面去了，醉了！！！这是倾角的变化图，大家可以看时间来确定顺序，第一张是从0.00000开始的，然后突然开始猛增，倾角左边是时间水印

华丽与creazy

这帖子怎么删啊，我去

华丽与creazy

我重新发了帖子http://www.openedv.com/thread-81719-1-1.html