关于INAV地面站的PID控制器

INAV PID 控制器说明

✅ 通用特性

• INAV 的 PID 控制器 使用浮点运算（更高精度）。

• 速率控制器 / 角速度控制器 使用的单位是 角度每秒（dps）。

• P、I、D 和多旋翼的 CD 增益 在数值上与 Betaflight 类似，但底层算法不同，因此响应可能会有差异。

• 控制器类型取决于飞行平台类型：

  • 固定翼使用 PIFF 控制器；
  • 多旋翼使用 PIDCD 控制器。

固定翼使用 PIFF 控制器：

• 误差计算公式： rateError = rateTarget - gyroRate → 当前目标角速度与陀螺仪测得的角速度之差。

• P 项计算： P = rateError * kP

• I 项计算： I += rateError * kI * dT

  • 没有使用 Iterm Relax；
  • 受控于摇杆限制，当摇杆（横滚/俯仰/偏航）偏转超过参数 fw_iterm_limit_stick_position 设置的阈值时，I 项将停止积累。

• 无 D 项（导数项）

• FF 项（前馈项）： FF = rateTarget * kFF

注意：这与 Betaflight 的 FeedForward 不同，是直接根据目标角速度计算的一个简单比例值。

多旋翼使用 PIDCD 控制器：

• 误差计算公式： rateError = rateTarget - gyroRate
• P 项计算： P = rateError * kP
• I 项计算： 使用了 Iterm Relax，在快速操纵时动态降低 I 项影响。

I 项计算公式为： I += (itermErrorRate * kI * antiWindupScaler * dT) + ((newOutputLimited - newOutput) * kT * antiWindupScaler * dT)

当电机输出饱和时，I 项会被限制，防止“积分过冲”。

• D 项计算： 仅使用陀螺仪数据（gyro）进行导数计算； 使用 两个低通滤波器（LPF） 来过滤 D 项的高频噪声； 支持 D-Boost 功能：在快速操控时提升 D 项响应（类似 Betaflight 的 D_min）。

• CD 项（控制导数项）：

  • 从设定目标（setpoint）计算导数，用于增强控制器在快速摇杆操作下的响应；
  • 相当于 Betaflight 中的 Feed Forward；
  • 计算公式为： newCDTerm = rateTargetDeltaFiltered * (kCD / dT)

————本文引用至INAV官网： https://github.com/iNavFlight/inav/blob/master/docs/INAV%20PID%20Controller.md