本文为深蓝学院-自动驾驶控制与规划-第二章作业
目录
1 project introduction
本项目希望大家根据PID控制方法实现一个巡航控制系统。我们已经为大家开发了ROS1.0的系统框架，仅需要大家实现.cpp文件中的todo部分，即 control 实现以及 reset PID参数。
框架如下
-
#include "pid_controller.h"
-
-
namespace shenlan {
-
namespace control {
-
-
PIDController::
PIDController(
const
double kp,
const
double ki,
-
const
double kd) {
-
kp_ = kp;
-
ki_ = ki;
-
kd_ = kd;
-
previous_error_ =
0.0;
-
previous_output_ =
0.0;
-
integral_ =
0.0;
-
first_hit_ =
true;
-
}
-
-
// /**to-do**/ 实现PID控制
-
double PIDController::Control(const double error, const double dt) {
-
-
}
-
-
// /**to-do**/ 重置PID参数
-
void PIDController::Reset() {
-
-
}
-
-
}
// namespace control
-
}
// namespace shenlan
2 思路提示
为实现PID控制，我们可以利用离散的PID控制来实现，当采样时间足够短时，也能保持较好的性能，公式如下
需要注意的点就是积分初始值为0、微分初始值为0
-
double PIDController::Control(const double
error, const double dt) {
-
if (dt<=
0)
-
{
return previous_output_;
-
}
-
-
double diff=
0;
-
double
output=
0;
-
if (first_hit_){
-
first_hit_=
false;
-
}
-
else{
-
diff=(
error-previous_error_)*kd_/dt;
-
}
-
integral_ +=
error*dt*ki_;//积分的计算可以由下面两种方法替代
-
output=
error*kp_+integral_+diff;
-
previous_error_=
error;
-
previous_output_=
output;
-
return
output;
-
}
同时项目中还要求写一个 reset 的函数，我们需要更新下面这四个参数来保证从头开始
-
void
PIDController::
Reset() {
-
previous_error_ =
0.0;
-
previous_output_ =
0.0;
-
integral_ =
0.0;
-
first_hit_ =
true;
-
}
3 解决积分饱和的方法
3.1 IC 积分遇限削弱法
-
// 积分遇限消弱法
-
double output_saturation_high=
10.0;
-
double output_saturation_low=
-10.0;
-
double u =
error*kp_+integral_+
error*dt*ki_+diff*kd_ ;
// 算当前时刻理应输出大小
-
if (((
error *u)>
0) &&
-
((u > output_saturation_high )||(u < output_saturation_low))) {
-
}
-
else {
-
integral_ +=
error*dt*ki_;
-
}
3.2 BC 反馈抑制抗饱和
-
// 反馈抑制抗饱和
-
double output_saturation_high=
10.0;
-
double output_saturation_low=
-10.0;
-
double kaw=ki_/kp_；
-
double u = error*kp_+integral_+error*dt*ki_+diff*kd_;
-
double aw_term =
0.0;
-
if (u > output_saturation_high){
-
aw_term=(output_saturation_high-u)*kaw;
-
}
-
else
if (u < output_saturation_low)
-
aw_term=(output_saturation_low)*kaw;
-
else{
-
}
-
integral_+=aw_term+error*dt*ki_;
-
}
4 ROS+LGSVL联合仿真
这里是联合仿真的链接
自动驾驶PID控制（ROS+LGSVL联合仿真）_哔哩哔哩_bilibili
转载：https://blog.csdn.net/weixin_65089713/article/details/128720062
查看评论