pid为什么内环是角速度 PID内环为何选用角速度？

1、PID控制简介

PID控制是一种经典的闭环控制方法，可用于各种自动控制系统中，通过控制系统输出量与控制目标值的误差之间的关系来实现目标控制效果的稳定性、精度和响应速度。

2、为什么PID内环需要使用角速度

对于飞控系统来说，内环是指负责姿态稳定的角度环和姿态速率环。之所以使用角速度作为内环的控制量，是因为姿态控制对应的是角速度，而不是角度。角度控制的不足在于它无法快速响应瞬时的扰动，而角速度则可以更快地对扰动作出反应，从而保持飞行器的稳定性。

在 PID 控制器中，P（比例）、I（积分）和 D（微分）是对误差做出响应的重要参数。P 控制器使用误差信号来输出一个比例信号，这种比例信号对较大的误差有强烈的响应，因此适合用于调整姿态角度环的控制参数。而在调整姿态速率环时，由于角速度的噪声和实际控制信号的快速变化，P 模式的表现较差，因为它无法充分发挥其在小偏差下的响应能力。

因此，为了更好地解决姿态控制中速率环调整的问题，引入了 I（积分）和 D（微分）两个参数，用于提高系统在稳态和超调行为上的性能。然后，将角速度作为 PID控制器内环的控制量，以实现更稳定和流畅的控制效果。

3、加入I/D后对PID内环的影响

在 PID 控制器中，为了提高其稳定性和响应速度，可以通过加入 I（积分）和 D（微分）两个参数来实现。在瞬时响应上，D 部分可以帮助系统快速响应外部扰动，而 I 部分则可以消除任何永久的误差来源，从而提高系统的静态精度。同时，加入 I/D 参数还可以减少角速度环的超调现象，使飞行器的控制更加平稳。

因此，将角速度作为 PID 控制器内环的控制量，可以更好地利用积分作用和微分作用，通过调节 I 和 D 参数来改善控制系统的响应速度、稳定性和精度等方面，从而实现更加成熟的飞行控制能力。

4、结论

PID 内环使用角速度作为控制量的原因主要是因为姿态控制对应的是角速度而不是角度，而角速度比角度作为控制量可以更快地响应瞬时扰动，从而保持飞行器的稳定性。同时，加入 I/D 参数可以进一步提高 PID 控制器的稳定性、精度和响应速度。因此，在实际控制中，将角速度作为 PID 内环控制量是非常必要和有效的。