四旋翼pid调参实验报告

中北大学

四旋翼无人机实践模块测试报告

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实验四：四旋翼飞行器单级PID参数整定

一、实验目的

四旋翼无人机姿态PID控制

二、实验仪器

计算机、无人机、遥控器、数据线、电池

三、实验步骤

打开计算机；

打开匿名空间站；

将无人机、遥控器和计算机连接上，并连接上空间站；

参数点击恢复默认设置，并读取飞控；

把PID参数调节实验的代码工程下载到飞机里面，然后在上位机显示PITCH角的波形；

调节PID参数，直到震荡消失；

再慢慢增大ki直到飞机稳定飞行，此时PID参数调节完毕；

波形和平稳飞行后显示的数据和各数据的波形如实验结果所示

四、实验数据记录

图一

图二

图三

图四

图五

图六

图七

五、实验数据分析、处理及讨论

PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e(t）与输出u(t）的关系为：u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]式中积分的上下限分别是0和t，因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s]，其中kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数。

P是回复力的大小，P小了飞机飞行时候姿态调整软弱无力，打舵响应很慢，p过大会造成发散性震荡，飞机起飞就一直抖动。I就是把误差量累加然后输出进行控制，I的作用会让调节变得滞后，但是能够然调节的误差减小。D的作用是消除震荡，由于D项是根误差变化率，所以具有超前调节的作用，D项的存在使得回复的速度不会很快，不会过冲，D项对P项有着抑制作用

六、感想、体会、收获等

通过本次实验，实现了通过调节P.I.D来控制四旋翼无人机的飞行姿态，寻找使无人机飞行趋于稳定的状态。