转自b站专栏:【围攻 BESIEGE】中世纪还能做飞控?从入门到入土——PID的基本原理与实例教程
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蒸汽悬浮车(AV93969420)

倒立摆(AV96416232)

无MOD自稳定四轴飞行器(AV96266487)
二、发展历程
为了实现新版本的的自稳定控制,大佬们用原版零件进行了一些尝试。例如8milimeter大佬在b站专栏(cv5058461)中介绍了一种利用角度传感器实现了水平杆的自稳定调节。
但在这个阶段,没有好的理论进行指导,所以这种技术没能得到进一步发展。
后来,小红借鉴PID控制理论,在b站发布视频,首先提出新版本的PID控制方法:
“三分钟介绍中世纪的“PID”自动控制”(AV95248878)
短短的三天后,8milimeter大佬也发了关于PID的视频,其中使用了简单的mod:
“BSG自动化控制的核心技术--PID控制器教程”(AV96634393)
然而,上述视频所介绍的PID,都不是标准的PID控制,且缺乏理论支持。
三、PID简介(虚假的)
那么,到底什么是PID呢?根据百度百科的解释:
PID即:Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写
萌新玩家:那不是等于没说吗QAQ
百度百科:那我把公式给你看

理想PID控制规律
式中,Kp——比例增益,Kp与比例度成倒数关系;
Tt——积分时间常数;
TD——微分时间常数;
u(t)——PID控制器的输出信号;
e(t)——给定值r(t)与测量值之差。
萌新玩家:。。。。。。。。
四、PID简介(真正的)
那么,为了方便理解,我们用besiege的一个小故事来讲解PID:

有一天,叉叔造了一艘飞艇,用气球来提供浮力,用小风扇来上下移动。他想让飞艇悬浮在固定的高度。要怎么实现自动定高呢?

图片取自 AV23854899
第一,叉叔想到了,要让飞艇尽快达到指定高度,高度差越大,小风扇的推力就要越大。这种力的效果是让飞艇回到指定高度,称为回复推力。
第二,叉叔想到,飞艇要是装了货物,就会更重一点,所以需要自动加减推力力来补偿。那么,高度差持续时间越长,小风扇补偿的力就要越大。这种力称为补偿推力
第三,叉叔想让飞艇尽快稳定,而不是一直上上♂下下。所以,就要反向加力来使飞艇减速。飞艇速度越大,反向力越大。这种力称为阻力
最终,叉叔得到一个小风扇的推力公式:
小风扇的推力 = 回复推力 + 补偿推力 + 阻力。

我们来详细分析一下叉叔的理论,假设飞艇与指定高度的高度差为e,高度过高,e为“+”,高度过低,e为“-”。
1、回复力与 e 成正比。设比例系数为P,则 回复力 = P * e
2、补偿力随着 e 的存在时间越长,越来越大。设定系数为I,则 补偿力 = I * e对时间的积分
3、阻力与速度成正比,速度就是e对时间的导数。设比例系数为D,则 阻力 = D * e对时间求导
又由于:小风扇的推力 = 回复推力 + 补偿推力 + 阻力。
那么,将1.2.3.代入上面的式子,得到:
小风扇的推力 = (P * e)+(I * e对时间的积分)+(D * e对时间求导)
看到这里的小伙伴们,恭喜你,你已经初步认识了PID。这个式子,表达的正是“比例、积分、微分调节”的意义。
五、用BESIEGE的零件实现PID
根据上述分析,为了实现PID,首先需要测量偏差值 e ,然后还得对 e 做积分和求导的运算。这一下就给我们提出了三个难题:
1、如何测量 e
2、如何积分运算
3、如何求导
为了方便起见,我们以控制角度为例,进行研究。机器装置如下图所示,我们需要控制这个自由转动指针的方向。

控制的对象
1. 测量 e 并实现比例调节(P)
BESIEGE提供了角度传感器,但这个传感器只知道角度是否大于某个值,只能输出“0”和“1”。于是,8milimeter提出了一种基于负反馈调节的角度值传感器(CV5058461),可以实现角度值的测量:

角度传感器结构(CV5058461)

角度传感器运行效果(CV5058461)
由上图所示,这个传感器由两个角度计和一个转向铰链组成。这两个角度计安装在铰链上,并同时又控制这一个铰链。当基体倾斜时,角度计就会控制铰链反向旋转,使两个角度计始终保持水平。同时,这个控制信号还连着左边木杆的转动。于是,左侧木杆的角度等于右侧木棍的倾斜角度。
根据比例调节的关系:回复力 与 角度偏差成正比。于是,采用两组永动的小风扇,形成力偶矩,驱动指针转动。两个小风扇的角度,由两个转向模块控制。这两个转向模块,又由角度值传感器来控制。如下图所示:

加入了比例调节
当指针没有角度偏差时,即 e 为0,这两组小风扇的力共线,不产生力矩。

e = 0,没有力矩
当指针的角度有偏差时,这两组小风扇就会转动一定角度,反向施加力矩,使指针反向转动。

两组小风扇施加反向力矩
可以观察到,上图中,虽然指针偏转了一个角度,但两个角度计的方向却没有变。这是因为角度计为了保持自身方向不变,当偏角为 e 时,让转向模块反方向也旋转了 e 的偏角。别忘了,这个控制信号,同样也控制着小风扇下面的转向模块。
于是,当偏角 e 越大时,小风扇转过的角度越大,产生的反向力矩也越大。e 与力矩近似成正比关系,即实现了“比例调节”。要想调节比例系数 P ,只需调节小风扇下面的转向模块的转速即可。

力矩与偏角近似成正比
2. 对 e 积分并实现积分调节(I)
看到这里的小伙伴们,非常抱歉,目前还没有找到能完美实现对 e 积分的结构。不过,我们可以退而求其次,找到一个替代的方法,也能实现同样的效果。
我们先来回顾一下叉叔为什么需要积分调节:
“飞艇要是装了货物,就会更重一点,所以需要自动加减推力力来补偿。”
意思就是说,需要一种方法来抵抗持续的干扰力。积分调节,就是把误差对时间积分,目的是把长时间持续的误差给放大,然后不断加力补偿,直到误差为0.
目前,有两种方案来替代:
(1)阶跃函数调节
通俗来说,就是用两个小风扇,施加力的大小固定。指针朝哪边偏,就朝反方向拉。两个角度计直接钉在机器上,也不用之前的角度值传感器了。

阶跃函数法
结果就是,只要持续的干扰力比风扇的力小,这个指针就能回到平衡点。不过,问题是,指针会一直抖动,无法稳定。
(2)阶跃函数积分调节
通俗来说,就是用一个铰链,上面装一个永动小风扇。指针朝哪边偏,铰链就朝反方向转。同理,两个角度计也是钉在机器上的。

阶跃函数积分法
结果是,偏差存在的时间越长,铰链转过的角度越大,小风扇产生的分力也就越大,从而抵消持续干扰力。不过,问题是指针会大幅度摆动,建议把铰链的转速调为0.01。
3. 对 e 求导并实现微分调节(D)
微分调节,就是实现一种阻尼的效果,阻碍物体的运动趋势,将摆动和抖动衰减下来,才能达到真正的稳定。这要求力与 e 的导数成正比。
求导,看似很困难,其实,有了8milimeter大佬的角度值传感器,就可以非常完美地进行求导。通过观察,可以发现,这两个角度计的方向一直保持不变。

两个角度计的方向不变(CV5058461)
那么,不难得出,当木棍转动一个角度θ时,这两个角度计输出的信号,可以让铰链转过同样的角度θ。如果把这个信号输出给小风扇,那么小风扇产生的力就正比于木棍转动的速度。装置如下图所示:

微分控制
稍微讲透一点,就是说,这两个角度计产生的PWM信号,可以让铰链转过 θ 角。我们知道,当铰链没有设置自动回正的的时候,铰链转过的角度值,就正比于PWM波对时间的积分值。如果把这个PWM信号输出给一个小风扇,那么风扇产生的力矩就正比于PWM波的平均值。
(硬核警告!!!!前方出现大量公式)
现在考虑在一段时间 T 内,铰链转过的角度值 θ 正比于PWM波对时间的积分值。

这个积分值除以 T ,就是PWM波的平均值。也就是说,θ/T 正比于PWM波的平均值,也就正比于小风扇产生的力矩。

又因为 θ/T 就是木棍转动的平均角速度,所以风扇的力与平均角速度成正比。当 T 足够小的时候,可以近似认为,风扇的力与瞬时角速度成正比,即为微分调节。

于是,采用这种方法,就能完美实现微分调节,即反馈的力与速度成正比。这个效果就相当于阻力,阻碍物体的运动,让各种抖动和摆动逐渐衰减,真正达到稳定。
六、实用型的PID控制器(建议空降此处)
能看到这里的小伙伴,说明你已经非常大佬了,建议点赞、投币、收藏、评论、转发
根据上述理论,这里将给出一些实用的例子,大家可以回去自己造吧。
1.PD 自旋稳定器
谁说 PID 一定要用 I 了?在没有持续性的干扰力的时候,可以不做积分调节。例如悬浮车的转向稳定,可以只用 P 和 D 来调节。使用这款稳定器,你的飞行器就不会莫名其妙的自转了。
注意:不适合俯仰、滚转的稳定。由于没有积分调节,容易出现稳定误差,即飞机一直斜着。
先上一张图:

PD 稳定器
操作方法:按方向键 “<”、“>” 来控制指针左右旋转。
现在来讲解一下结构以及键位设置:

PD 稳定器 结构示意图
1、2、3 构成一个角度值传感器
1:方向计,1°~180°,模拟按 “】”
2:方向计,180°~ -1°,模拟按 “【 ”
3:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 2.00
4 用于手动控制指定方向
4:转向模块,左按 “ > ”,右按“ < ”,转速 2.00
5、6、7、8 四个小风扇用于微分调节,参数为 D(建议1.25)
5:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
6:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
7:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
8:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
9、10、11、12 用于比例调节,参数为 P(建议1.00)
9:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P
10:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P
11:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
12:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
2.阶跃-微分复合稳定器 (8milimeter稳定器)
当飞行器扔完炸弹后,重心发生变化,如何自动补偿动力?8milimeter大佬设计这款稳定器一定适合你。它结构简单小巧,仅需2个角度计+2组风扇。能自动补偿动力,而且比较稳定。原理是微分调节中复合了阶跃函数调节,相当于微分调节+积分调节。大家快回家造一个吧!(此条5毛)
注意:收敛速度较慢。由于没有比例调节,回正的时间比较长。若要做机动性强的飞机,建议额外补充动力进行转向。

8milimeter稳定器
操作方法:按方向键 “<”、“>” 来控制指针左右旋转。
结构和键位如下:

8milimeter稳定器 结构示意图
1、2、3 构成一个自回正的角度值传感器,进行阶跃-微分复合调节,参数为 W(建议1.00)
1:方向计,1°~180°,模拟按 “】”
2:方向计,180°~ -1°,模拟按 “【 ”
3:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 W,开启自回正
4 用于手动控制指定方向
4:转向模块,左按 “ > ”,右按“ < ”,转速 2.00
5、6、7、8 四个小风扇用于提供力矩
5:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 1.25
6:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 1.25
7:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 1.25
8:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 1.25
3.学术型 PID 稳定器
相比于上面两个,这才是真正的PID调节。其中,积分调节是使用阶跃函数积分来代替的。PID三个参数可以独立调节,收敛速度较快,非常适合精益求精的玩家使用。唯一的缺点是,P、I、D 这三个参数的调节很讲究, 调不好就会失稳 。
注意:参数调节很讲究。需要很多尝试和经验积累,实在不行,建议求助大佬。

学术型 PID 稳定器
结构和按键如下所示:

学术型PID稳定器 结构示意图
1、2、3 构成一个角度值传感器
1:方向计,1°~180°,模拟按 “】”
2:方向计,180°~ -1°,模拟按 “【 ”
3:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 2.00,开启自回正
4 用于手动控制指定方向
4:转向模块,左按 “ > ”,右按“ < ”,转速 2.00
5、6、7、8 四个小风扇用于微分调节,参数为 D(建议1.25)
5:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
6:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
7:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
8:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
9、10、11、12 用于比例调节,参数为 P(建议1.00)
9:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P,开启自回正
10:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P,开启自回正
11:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
12:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
13、14、15、16 用于积分调节,参数为 I (建议0.20)
13:转向铰链,左按 “【 ”,右按“ 】”,限制角度 50°~50°,转速 I
14:转向铰链,左按 “【 ”,右按“ 】”,限制角度 50°~50°,转速 I
15:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
16:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
大家都会做了吗?赶快回家自己造一个吧!
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蒸汽悬浮车(AV93969420)

倒立摆(AV96416232)

无MOD自稳定四轴飞行器(AV96266487)
二、发展历程
为了实现新版本的的自稳定控制,大佬们用原版零件进行了一些尝试。例如8milimeter大佬在b站专栏(cv5058461)中介绍了一种利用角度传感器实现了水平杆的自稳定调节。
但在这个阶段,没有好的理论进行指导,所以这种技术没能得到进一步发展。
后来,小红借鉴PID控制理论,在b站发布视频,首先提出新版本的PID控制方法:
“三分钟介绍中世纪的“PID”自动控制”(AV95248878)
短短的三天后,8milimeter大佬也发了关于PID的视频,其中使用了简单的mod:
“BSG自动化控制的核心技术--PID控制器教程”(AV96634393)
然而,上述视频所介绍的PID,都不是标准的PID控制,且缺乏理论支持。
三、PID简介(虚假的)
那么,到底什么是PID呢?根据百度百科的解释:
PID即:Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写
萌新玩家:那不是等于没说吗QAQ
百度百科:那我把公式给你看

理想PID控制规律
式中,Kp——比例增益,Kp与比例度成倒数关系;
Tt——积分时间常数;
TD——微分时间常数;
u(t)——PID控制器的输出信号;
e(t)——给定值r(t)与测量值之差。
萌新玩家:。。。。。。。。
四、PID简介(真正的)
那么,为了方便理解,我们用besiege的一个小故事来讲解PID:

有一天,叉叔造了一艘飞艇,用气球来提供浮力,用小风扇来上下移动。他想让飞艇悬浮在固定的高度。要怎么实现自动定高呢?

图片取自 AV23854899
第一,叉叔想到了,要让飞艇尽快达到指定高度,高度差越大,小风扇的推力就要越大。这种力的效果是让飞艇回到指定高度,称为回复推力。
第二,叉叔想到,飞艇要是装了货物,就会更重一点,所以需要自动加减推力力来补偿。那么,高度差持续时间越长,小风扇补偿的力就要越大。这种力称为补偿推力
第三,叉叔想让飞艇尽快稳定,而不是一直上上♂下下。所以,就要反向加力来使飞艇减速。飞艇速度越大,反向力越大。这种力称为阻力
最终,叉叔得到一个小风扇的推力公式:
小风扇的推力 = 回复推力 + 补偿推力 + 阻力。

我们来详细分析一下叉叔的理论,假设飞艇与指定高度的高度差为e,高度过高,e为“+”,高度过低,e为“-”。
1、回复力与 e 成正比。设比例系数为P,则 回复力 = P * e
2、补偿力随着 e 的存在时间越长,越来越大。设定系数为I,则 补偿力 = I * e对时间的积分
3、阻力与速度成正比,速度就是e对时间的导数。设比例系数为D,则 阻力 = D * e对时间求导
又由于:小风扇的推力 = 回复推力 + 补偿推力 + 阻力。
那么,将1.2.3.代入上面的式子,得到:
小风扇的推力 = (P * e)+(I * e对时间的积分)+(D * e对时间求导)
看到这里的小伙伴们,恭喜你,你已经初步认识了PID。这个式子,表达的正是“比例、积分、微分调节”的意义。
五、用BESIEGE的零件实现PID
根据上述分析,为了实现PID,首先需要测量偏差值 e ,然后还得对 e 做积分和求导的运算。这一下就给我们提出了三个难题:
1、如何测量 e
2、如何积分运算
3、如何求导
为了方便起见,我们以控制角度为例,进行研究。机器装置如下图所示,我们需要控制这个自由转动指针的方向。

控制的对象
1. 测量 e 并实现比例调节(P)
BESIEGE提供了角度传感器,但这个传感器只知道角度是否大于某个值,只能输出“0”和“1”。于是,8milimeter提出了一种基于负反馈调节的角度值传感器(CV5058461),可以实现角度值的测量:

角度传感器结构(CV5058461)

角度传感器运行效果(CV5058461)
由上图所示,这个传感器由两个角度计和一个转向铰链组成。这两个角度计安装在铰链上,并同时又控制这一个铰链。当基体倾斜时,角度计就会控制铰链反向旋转,使两个角度计始终保持水平。同时,这个控制信号还连着左边木杆的转动。于是,左侧木杆的角度等于右侧木棍的倾斜角度。
根据比例调节的关系:回复力 与 角度偏差成正比。于是,采用两组永动的小风扇,形成力偶矩,驱动指针转动。两个小风扇的角度,由两个转向模块控制。这两个转向模块,又由角度值传感器来控制。如下图所示:

加入了比例调节
当指针没有角度偏差时,即 e 为0,这两组小风扇的力共线,不产生力矩。

e = 0,没有力矩
当指针的角度有偏差时,这两组小风扇就会转动一定角度,反向施加力矩,使指针反向转动。

两组小风扇施加反向力矩
可以观察到,上图中,虽然指针偏转了一个角度,但两个角度计的方向却没有变。这是因为角度计为了保持自身方向不变,当偏角为 e 时,让转向模块反方向也旋转了 e 的偏角。别忘了,这个控制信号,同样也控制着小风扇下面的转向模块。
于是,当偏角 e 越大时,小风扇转过的角度越大,产生的反向力矩也越大。e 与力矩近似成正比关系,即实现了“比例调节”。要想调节比例系数 P ,只需调节小风扇下面的转向模块的转速即可。

力矩与偏角近似成正比
2. 对 e 积分并实现积分调节(I)
看到这里的小伙伴们,非常抱歉,目前还没有找到能完美实现对 e 积分的结构。不过,我们可以退而求其次,找到一个替代的方法,也能实现同样的效果。
我们先来回顾一下叉叔为什么需要积分调节:
“飞艇要是装了货物,就会更重一点,所以需要自动加减推力力来补偿。”
意思就是说,需要一种方法来抵抗持续的干扰力。积分调节,就是把误差对时间积分,目的是把长时间持续的误差给放大,然后不断加力补偿,直到误差为0.
目前,有两种方案来替代:
(1)阶跃函数调节
通俗来说,就是用两个小风扇,施加力的大小固定。指针朝哪边偏,就朝反方向拉。两个角度计直接钉在机器上,也不用之前的角度值传感器了。

阶跃函数法
结果就是,只要持续的干扰力比风扇的力小,这个指针就能回到平衡点。不过,问题是,指针会一直抖动,无法稳定。
(2)阶跃函数积分调节
通俗来说,就是用一个铰链,上面装一个永动小风扇。指针朝哪边偏,铰链就朝反方向转。同理,两个角度计也是钉在机器上的。

阶跃函数积分法
结果是,偏差存在的时间越长,铰链转过的角度越大,小风扇产生的分力也就越大,从而抵消持续干扰力。不过,问题是指针会大幅度摆动,建议把铰链的转速调为0.01。
3. 对 e 求导并实现微分调节(D)
微分调节,就是实现一种阻尼的效果,阻碍物体的运动趋势,将摆动和抖动衰减下来,才能达到真正的稳定。这要求力与 e 的导数成正比。
求导,看似很困难,其实,有了8milimeter大佬的角度值传感器,就可以非常完美地进行求导。通过观察,可以发现,这两个角度计的方向一直保持不变。

两个角度计的方向不变(CV5058461)
那么,不难得出,当木棍转动一个角度θ时,这两个角度计输出的信号,可以让铰链转过同样的角度θ。如果把这个信号输出给小风扇,那么小风扇产生的力就正比于木棍转动的速度。装置如下图所示:

微分控制
稍微讲透一点,就是说,这两个角度计产生的PWM信号,可以让铰链转过 θ 角。我们知道,当铰链没有设置自动回正的的时候,铰链转过的角度值,就正比于PWM波对时间的积分值。如果把这个PWM信号输出给一个小风扇,那么风扇产生的力矩就正比于PWM波的平均值。
(硬核警告!!!!前方出现大量公式)
现在考虑在一段时间 T 内,铰链转过的角度值 θ 正比于PWM波对时间的积分值。

这个积分值除以 T ,就是PWM波的平均值。也就是说,θ/T 正比于PWM波的平均值,也就正比于小风扇产生的力矩。

又因为 θ/T 就是木棍转动的平均角速度,所以风扇的力与平均角速度成正比。当 T 足够小的时候,可以近似认为,风扇的力与瞬时角速度成正比,即为微分调节。

于是,采用这种方法,就能完美实现微分调节,即反馈的力与速度成正比。这个效果就相当于阻力,阻碍物体的运动,让各种抖动和摆动逐渐衰减,真正达到稳定。
六、实用型的PID控制器(建议空降此处)
能看到这里的小伙伴,说明你已经非常大佬了,建议点赞、投币、收藏、评论、转发
根据上述理论,这里将给出一些实用的例子,大家可以回去自己造吧。
1.PD 自旋稳定器
谁说 PID 一定要用 I 了?在没有持续性的干扰力的时候,可以不做积分调节。例如悬浮车的转向稳定,可以只用 P 和 D 来调节。使用这款稳定器,你的飞行器就不会莫名其妙的自转了。
注意:不适合俯仰、滚转的稳定。由于没有积分调节,容易出现稳定误差,即飞机一直斜着。
先上一张图:

PD 稳定器
操作方法:按方向键 “<”、“>” 来控制指针左右旋转。
现在来讲解一下结构以及键位设置:

PD 稳定器 结构示意图
1、2、3 构成一个角度值传感器
1:方向计,1°~180°,模拟按 “】”
2:方向计,180°~ -1°,模拟按 “【 ”
3:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 2.00
4 用于手动控制指定方向
4:转向模块,左按 “ > ”,右按“ < ”,转速 2.00
5、6、7、8 四个小风扇用于微分调节,参数为 D(建议1.25)
5:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
6:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
7:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
8:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
9、10、11、12 用于比例调节,参数为 P(建议1.00)
9:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P
10:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P
11:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
12:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
2.阶跃-微分复合稳定器 (8milimeter稳定器)
当飞行器扔完炸弹后,重心发生变化,如何自动补偿动力?8milimeter大佬设计这款稳定器一定适合你。它结构简单小巧,仅需2个角度计+2组风扇。能自动补偿动力,而且比较稳定。原理是微分调节中复合了阶跃函数调节,相当于微分调节+积分调节。大家快回家造一个吧!(此条5毛)
注意:收敛速度较慢。由于没有比例调节,回正的时间比较长。若要做机动性强的飞机,建议额外补充动力进行转向。

8milimeter稳定器
操作方法:按方向键 “<”、“>” 来控制指针左右旋转。
结构和键位如下:

8milimeter稳定器 结构示意图
1、2、3 构成一个自回正的角度值传感器,进行阶跃-微分复合调节,参数为 W(建议1.00)
1:方向计,1°~180°,模拟按 “】”
2:方向计,180°~ -1°,模拟按 “【 ”
3:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 W,开启自回正
4 用于手动控制指定方向
4:转向模块,左按 “ > ”,右按“ < ”,转速 2.00
5、6、7、8 四个小风扇用于提供力矩
5:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 1.25
6:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 1.25
7:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 1.25
8:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 1.25
3.学术型 PID 稳定器
相比于上面两个,这才是真正的PID调节。其中,积分调节是使用阶跃函数积分来代替的。PID三个参数可以独立调节,收敛速度较快,非常适合精益求精的玩家使用。唯一的缺点是,P、I、D 这三个参数的调节很讲究, 调不好就会失稳 。
注意:参数调节很讲究。需要很多尝试和经验积累,实在不行,建议求助大佬。

学术型 PID 稳定器
结构和按键如下所示:

学术型PID稳定器 结构示意图
1、2、3 构成一个角度值传感器
1:方向计,1°~180°,模拟按 “】”
2:方向计,180°~ -1°,模拟按 “【 ”
3:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 2.00,开启自回正
4 用于手动控制指定方向
4:转向模块,左按 “ > ”,右按“ < ”,转速 2.00
5、6、7、8 四个小风扇用于微分调节,参数为 D(建议1.25)
5:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
6:飞行模块,按 “【 ”,飞行速度 D
7:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
8:飞行模块,按 “ 】”,飞行速度 D
9、10、11、12 用于比例调节,参数为 P(建议1.00)
9:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P,开启自回正
10:转向模块,左按 “【 ”,右按“ 】”,转速 P,开启自回正
11:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
12:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
13、14、15、16 用于积分调节,参数为 I (建议0.20)
13:转向铰链,左按 “【 ”,右按“ 】”,限制角度 50°~50°,转速 I
14:转向铰链,左按 “【 ”,右按“ 】”,限制角度 50°~50°,转速 I
15:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
16:飞行模块,持续激活模式,飞行速度 1.25
大家都会做了吗?赶快回家自己造一个吧!