我是一名学生，目前正在从事自动四轴飞行器项目，尤其是到目前为止的稳定部分。我正在使用经过调整的螺旋桨系统，并且我已经考虑过在零件放置期间四轴飞行器的平衡。现在，我已经在过去的3 1/2周内对四轴飞行器的PID进行了调整，而我获得的最好成绩是，四轴飞行器的恒定角度振荡为+ -10度，设定点/所需角度为0度。我还尝试了一个在俯仰轴上具有相同结果的保守7度设定值。
到目前为止，我的PID代码吸收了来自互补滤波器
( FilteredAngle=(0.98)*(FilteredAngle + GyroAngleVel*dt) + (0.02)*(AccelAngle) )的角度测量值和所需角度的差异。< 
我在某处读到，仅靠角度测量来稳定四轴飞行器是不可能的，而且还必须考虑角速度。但是我已经读了很多作品，它们仅使用一个具有角度差（俯仰和横摇）的pid循环作为输入。
与上述内容相反，我已阅读了这篇文章的评论（https://www.quora.com/What-is-rate-and-stabilize-PID-in-quadcopter -control）由爱德华·勒伦（Edouard Leurent）提出，只有一个角度误差的单个PID控制回路和一个同时利用角度误差和角速度误差的级联PID回路（角度和比率）在数学上是等效的。
继续仅使用Single PID Loop（Angle）方法，我只需要调整3个参数（Kp，Ki和Kd）。
但是如果我要更改代码以使用级联循环（
我是否必须调整3个参数中的两组（角度的Kp，Ki和Kd以及角速度的Kp，Ki和Kd）？
级联的PID控制回路是否比单个PID控制回路具有更好的性能？
在级联回路中，稳定飞行角速度的设定值是否也为0（度/秒）？如果四轴飞行器尚未达到所需角度怎么办？
谢谢:)
#1 楼
可以仅在单个回路pid中使用角度测量值来稳定四轴飞行器。但是，使用级联PID控制器更容易稳定四轴飞行器。是的，您正在调整更多参数。首先，您首先使用陀螺仪（快速传感器，但有漂移）的角速率读数调整内环速度PID控制器，然后使用角度设定值和传感器测量的角度测量值对外环稳定PID进行调整，将加速度计的角度读数融合以及从陀螺仪的角速度读数积分的角度。我发现这是实现稳定飞行的最简单方法，再加上目前的530Hz当前控制环路速率。其他相关的有用问题解答：
PID输出不能精确地达到设定点
需要四轴PID的帮助
资源：
https://www.quora.com/ Quadopter控制中的PID速率和稳定度是多少
#2 楼
您如何设法从发布的代码filter = (0.98*gyro*dt + 0.02*accel)中获得任何角度？陀螺仪输出以$ \ mbox {deg} / s $为单位，其中加速度为$ \ mbox {deg} / s ^ 2 $。当您将陀螺仪时间乘以时间时，将获得一个角度单位$ \ mbox {deg} $（不是角度，请参见下文），但是随后将其添加到加速度中，而加速度没有正确的单位。 br /> 另外，对于陀螺仪部分，您只是要使用正确的单位。角位置是角速度的积分，这意味着您必须对
gyro*dt个段求和才能累加一个角度。否则，所有gyro*dt都会为您提供您在上一个时间间隔dt中移动的角度。您可以检查代码是否与您在问题中编写的内容匹配，然后更新问题？ br />：EDIT：
我的问题不是关于如何计算加速值，而是关于如何实现过滤器。在您的更新中，过滤器计算仍然不正确。
现在，您不再将陀螺仪输出设置为角位置单位，而是采用另一种方法，而是使用角加速度单位。更糟糕的是，您现在还在累积这种加速度，这没有任何意义。
在代码的初始化部分应该有以下内容：通过数值积分获得角速度：
gyro<AXIS>Position = 0;
accelerometer<AXIS>Position = 0;
accelerometer<AXIS>Velocity = 0;
接下来，将陀螺仪角速度和基于加速度计的角速度进行数值积分：
accelerometer<AXIS>Velocity = accelerometer<AXIS>Velocity + accel<AXIS>*dt;
最后，您可以将这两个读数与互补滤波器融合在一起：
评论
$ \ begingroup $
很抱歉，我已更正了所用Complemetary筛选器的代码，并更新了当前在此问题上写的内容。
$ \ endgroup $
–user123456098
16年1月15日在15:10
$ \ begingroup $
使用以下公式从加速度计获得的加速度计算加速度计角度：对于Roll：float accelRoll = atan2f（-accelRealX，accelRealZ）* 180.0F / PI;
$ \ endgroup $
–user123456098
16年1月15日在15:12
$ \ begingroup $
对于Pitch：float accelPitch = atanf（（accelRealY）/ sqrt（pow（accelRealX，2）+ pow（accelRealZ，2）））* 180.0F / PI;
$ \ endgroup $
–user123456098
16年1月15日在15:12
$ \ begingroup $
对于偏航：float numeratorYaw = magRealZcos（accelRollPI / 180.0F）-magRealYsin（accelRollPI / 180.0F）; float denominatorYaw = magRealXcos（accelPitchPI / 180.0F）+ magRealYsin（accelPitchPI / 180.0F）* sin（accelRollPI / 180.0F）+ magRealZsin（accelPitchPI / 180.0F）* cos（accelRollPI / 180.0F）; float accelYaw = atan2f（（numeratorYaw）/（denominatorYaw））* 180.0F / PI;
$ \ endgroup $
–user123456098
16年1月15日在15:13
$ \ begingroup $
@ user123456098-您可以在此SE网站上描绘代码，方法是将其放在自己的行上并在其前面加上四个空格，也可以使用文本两边的重音符号（`）在行内进行描绘。
$ \ endgroup $
–卡盘
16年1月15日在15:48
评论
我还在控制回路中使用100Hz采样率关于级联的PID控制器，请您考虑一下思想实验。如果您将角位置指令为常数，又将角速度指令为常数，非零怎么办？系统将服从角位置并将速度设置为零，还是服从角速度并允许角位置移动到无穷大？您不能同时控制两者，只能控制一个，而另一个将控制信号的要求。 PID控制器使用位置，因为速度可以受PID增益（阻尼，稳定等）限制（不受控制）。
只是继续尝试那就是我解决问题的方式。
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这将随着控制器的“战斗”而结束。到达零位置误差的唯一方法是...到达那里。也就是说，必须有一些速度接近零才能达到零。如果您只是在达到零时就切换控制器，那么即使惯性将您拉过零角度误差，您也将始终保持零速度。