PID 调参挑战

概述

PID 控制器是无人机稳定飞行的核心。在本项目中，你将学习 PID 控制原理，并通过调整参数让无人机飞得更稳定。

你将学到什么

• PID 控制器原理
• 闭环控制系统
• 参数调优方法
• 稳定性分析

所需材料

物品	数量	说明
ESP32 无人机	1	已组装完成
风扇	1	模拟微风
电脑	1	安装浏览器

步骤 1：了解 PID 控制

PID 是一种经典的控制算法，由三部分组成：

参数	名称	作用
P	比例	控制响应速度
I	积分	消除稳态误差
D	微分	防止过冲和振荡

步骤 2：找到 PID 参数文件

打开 controller_pid.c，找到 PID 结构体：

typedef struct {
  float kp; // 比例系数，控制反应速度
  float ki; // 积分系数，消除静态误差
  float kd; // 微分系数，防止过冲
} PID_t;

找到 pid_update 函数：

float pid_update(PID_t* pid, float setpoint, float feedback) {
  float error = setpoint - feedback;
  pid->integral += error * dt;
  float derivative = (error - pid->last_error) / dt;
  pid->last_error = error;
  return pid->kp * error + pid->ki * pid->integral + pid->kd * derivative;
}

步骤 3：初始参数测试

默认参数：kp=0.5, ki=0.1, kd=0.2

室内飞行，观察稳定性：

现象	调整方向
晃动厉害	减小 kp
飞不起来	增大 kp
有漂移	增大 ki
反应迟钝	增大 kd

步骤 4：微风测试

1. 用风扇模拟微风（距离 1 米，中档风速）
2. 调整参数，直到无人机能稳定悬停

步骤 5：记录最优参数

在 pid_tuner.html 中输入参数，生成调参报告。

故障排除

无人机剧烈晃动

• 减小 kp 值
• 增大 kd 值

无人机无法保持高度

• 增大 ki 值
• 检查气压计数据

成就感

恭喜你！你已经掌握了 PID 调参的基本方法，这是无人机控制的核心技能！

下一步

在下一个项目中，你将学习如何读取气压计数据，实现更精准的定高功能。