5、AP固件串级PID基本原理
测试
增量式PID的离散化公式
- P项，是比例，可以理解为力度，值越大，修正力度越强！(这个应该非常好理解)
- I项，是积分，它对所有的历史误差进行累加的过程中。如只靠P的力度去调整，无论怎么调都是无法到达精准的预设目标值，所以就引出了I项，用来让无人机能够精准的停到预设值。专业一点的叫法是消除稳态误差！
由于它是累计的，所以可能会饱和，因此在AP固件中的各处PID参数中都会看到IMAX的限制参数，就是用来防止积分饱和！
- D项，是微分，可以理解为刹车阻尼，用来抑制P的超调。
D项是误差变化率的体现，如果原始信号不够平滑带有噪音，增大D项就会放大噪声！因此在AP固件中的各种PID参数中都会看到FLTD的D项低通滤波参数，调小就是可以用来拦截更多的噪声，但是会让控制回路降低速率。
串级PID的基本原理： 位置环（最外） → 速度环 → 角度环 → 角速率环（最内）
AP多旋翼固件有多个飞行模式，常用的飞行模式是自稳模式、定高模式、定点模式。
AP固件里面的核心控制算法采用的是串级PID控制。
有些朋友能够听到AP的位置控制环、姿态角控制环、角速率控制环； 在源码层面可以拆分为四阶：位置环->速度环->姿态角度环->角速率环！每一环的输出，又是下一环的输入！
越是外环，更新速率越慢！越是内环，更新速率越快！
如何直白点理解?
位置环：飞控系统，告诉无人机 “要沿着东南方向前进 100 米”
速度环：计算 “无人机要倾斜多少度才能跑到目标速度” 这就是倾斜角 / 姿态角。
角度环：负责 “把无人机精准保持在这个倾斜角度”
角速率环：负责 “快速稳住角度，不晃、不超调”
调试要点
- 位置环（含高度环）是“最外环”（负责最终位置与高度精度），姿态角度环是“中间环”，角速率环是“最内环”（负责最快去响应）！
- 调试步骤1：先调自稳模式(STABILIZE),该模式只激活“角度环+角速率环”，是无人机姿态稳定的基础！(先调角速率环，再调角度环)
- 调试步骤2：再调定高模式(ALT_HOLD),该模式在自稳模式下，增加了“高度环”(位置环的垂维度)，假如自稳没调好，定高会出现“上下蹦跳、高度漂移”的情况
- 调试步骤3：最后调定点模式(LOITER),该模式在定高模式下，增加了“水平位置环”，实现精准的位置控制！依赖速度环->姿态环->角速率环的层层执行，任何一环没调好都会定点不佳！