基于梁山派的平衡小车

主控为gd32f470 12v电源供电，mpu6050为主要的方位探测传感器，电机驱动芯片为rz7899，用带有编码器的电机便于控制
用pid算法进行控制，可实现平衡
在平衡小车的PID中，分为三种PID，分别是直立环、速度环、转向环。任何一个PID最终计算出来的都是电机PWM，都是需要赋值给电机的。环环嵌套，得出电机的最终控制PWM。
在直立环中，PID的入口参数为：平衡小车的姿态角和姿态角对应的角速度。
小车在不接受任何外力或者电机作用，能够找到一个角度自我平衡，此时的角度就是机械中值。

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函数功能：直立PD控制
入口参数：角度、机械平衡角度（机械中值）、角速度
返回 值：直立控制PWM
作 者：张巧龙
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int balance_UP(float Angle,float Mechanical_balance,float Gyro)
{
float Bias;//角度误差
int balance;//直立环计算出来的电机控制pwm
Bias=Angle-Mechanical_balance;
//===求出平衡的角度中值和机械相关
balance=balance_UP_KPBias+balance_UP_KD*Gyro;
//===计算平衡控制的电机PWM PD控制 kp是P系数 kd是D系数
return balance;
}
balance_UP_KP 为直立环的P，
balance_UP_KD 为直立环的D。

如何确定P和D的大小和极性？

2.1 直立环 P 范围确定：
需要先确定PWM的范围，例如，定时器最大的PWM为7200，此时占空比为100%，电机应该是全速运行。如果小车需要直立，摆幅，差不多就要≤10°。,如果超过此范围，小车抖动较为厉害根据直立环的程序：

balance=balance_UP_KPBias+balance_UP_KDGyro;
由于PWM最大是7200，角度在10°，反推可以得到:直立环的P可选范围应该在0~700。

当然这只是个大致的范围，具体多少还需要进一步调试。

2.2直立环P 极性确定：
把小车往前倾，车轮前转为正确极性，反之，取相反数
2.3直立环P 大小确定：
先屏蔽D微分，然后设定小车倾角为10时速度加到最大，设pwm最大为1000，那么p的最大值为100，然后用二分法，即50开始调，然后太抖就调25，不抖就调75，以此类推，找到最不抖的p

此时的P可以确定。

2.4 直立环 D 极性确定：
D的极性较为好确定，设P为0，D给正负值，分别去试，看效果。

当拿起小车进行旋转时，小车的轮子应该是小车旋转方向相同，此时说明极性是对的。

如果小车的轮子转动和小车的转动方向不相同，说明此时极性是反的！

2.5直立环D 大小确定：
D的大小，需要联合P去调试，在P调好的基础上，加入D，从小到大慢慢去试，从程序PD可以看到，D对应的是角速度，由于角速度都是四位数以上的数值，所以可以从0.1开始试。

一直到小车出现高频的剧烈抖动。

需要说明的是，如果小车各方面机械机构都分布较为均匀，重量分布较好，重心较低，小车靠单纯的直立环能够暂稳。

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