跳转到内容

平衡小车速度环 PID 调试提示词范例

请直接帮助我调节当前两轮自平衡车速度环 PID,并完成可复现的闭环验证。
你可以读取并修改固件,构建、烧录并通过 RTT、UART 或调试会话采集日志;所有参数改动都必须有对应窗口和特征数据支撑。不要只给经验参数,也不要在同一批试验中同时改变 Kp、Ki、Kd。
1. 控制画像
控制对象:两轮自平衡车速度环,外环 PID 输出目标俯仰角。
设定值:target_speed_mps。
测量值:measured_speed_mps。
控制输出:target_pitch_deg。
当前参数:Kp=0.80,Ki=0.12,Kd=0.03。
控制周期:5ms。
安全边界:目标速度不超过 0.3m/s,目标俯仰角限幅为 +/-8 度,任意异常立即关闭电机输出。
2. 当前问题
速度阶跃后存在明显超调和低频摆动,稳态误差约 0.08m/s。请先检查采样周期、单位换算、限幅、积分冻结/清零、导数滤波与模式切换,再开始参数实验。
3. 日志与试验要求
- 为每条记录保留单调时间基、试验编号、target_speed_mps、measured_speed_mps、error、P/I/D 项、滤波后导数、限幅前后输出、积分冻结状态和电机使能状态;
- 优先使用 RTT 采集高频窗口;现场已有串口链路时可用 UART,但不得让日志改变控制周期;
- 先设计 10 到 20 组覆盖 Kp、Ki、Kd 合理范围的粗扫组合,并为每组设置相同的阶跃窗口、等待时长和试验标识;
- 用自动化计划连续执行整批测试,采集结束后用脚本按试验编号切分日志;
- 对每组计算上升时间、超调、调节时间、稳态误差、振荡幅值、输出峰值和饱和占比;
- 粗扫后先提出一条只涉及单个参数的假设。后续每批固定两个参数,只改变一个参数来验证该假设;
- 所有测试遵守安全边界,若姿态、输出或日志显示异常,立刻停止该批并保留现场证据。
目标结果:推荐一组满足超调小于 10%、稳态误差小于 0.02m/s、无持续振荡的参数;给出每批试验表、特征对比、被验证或证伪的假设,以及可复现的下一轮操作。