飞思卡尔智能车大赛技术报告

差。将Kp设置成较大的数，比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是对于过大的比例增益，会导致系统稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。

Ki 积分调节使系统消除稳态误差，提高无差度。有误差时，积分调节就进行；无差时，积分调节停止。积分调节输出一常值，积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti。Ti越小，积分作用就越强，反之则积分作用弱。积分调节的引入会使系统稳定性下降，动态响应变慢。

Kd 微分系数反映了系统偏差信号的变化速率，可以预见偏差的变化趋势，能提前对偏差进行控制。使用微分作用后可以在偏差还没有形成前将其消除，因此，可以改善系统的动态性能。选择合适的微分时间，可以减少调节时间。但是微分作用也同样存在缺陷，对噪声干扰有放大作用，因此过强的微分调节对系统的抗干扰能力会造成影响。

4.4.3 PID路线控制

图4.11 PID路线控制算法示意图

PID路线控制算法示意图如图4.11所示。Kp、Ki与Kd三个量的值需要反复试验，PID路线控制部分输出的控制信息比较多，包括了舵机与电机的两个控制信息，分别是当前舵机的偏转增量与车模需要达到的前进速度。这个两个数据又分别作为路线与动力控制模块及PID动力控制部分的输入数据。舵机控制信息（helm_ctrl）交给舵机控制部分以后直接查表转换成对应的PWM波产生器的寄存器值。当前应达到的速度（keepspeed）根据当前轨道黑线的位置以及偏差的累积程度来确定，其值大小与电机控制之间属间接关系，需要经过PID动力控制部分处理之后，转换成电机的控制信息，即动力的增强减弱量或刹车的强度。

4.4.4 PID动力控制

PID动力控制算法示意图如图4.12 所示。这里的Kp、Ki与Kd三个量的值同样需要反复试