自平衡小车

申继鹏

最近在用arduino板子做自平衡小车，硬件什么的都搭起来了，先前小车是平面性直立的，调节好PID之后小车能平衡了，现在将小车改为立起来的，可是怎么调都调不平衡，不知道是哪里出了问题？

用的是arduino uno的板子，MPU6050传感器，1：48的电机，电池11.1v供电
问题：
1.小车前后摆动很大，摆动之后总是先前或者向后倒，怎么调节PID参数都不行，不知是怎么回事？

2.我是将6050测得的加速度转换为角度，和陀螺仪角速度进行卡尔曼滤波融合.最后输出一个角度。将这个角度作为PID的输入量，经过PID算法（增量式）之后输出一个值，我就直接将这个值作为PWM信号赋值给电机了，从而调节电机正反转，加减速，使之平衡，不知道这样可不可以？还有没有其他好的方法，目前车是不能平衡的？？？

3.小车分为三层，最下面一层是电机驱动，上面一层是传感器，最上面是电池，电池比较重，放上面重心就很高了，一不小心车就会失去平衡，这样可以吗？电池放在最上面能不能平衡？

4.电机不是很好，不能完全由慢变快，而是有时候会步进式的增快或者减慢，就比如说小车负重大了，电机会突然加快，而不是与PWM信号完全的吻合，需不需要换个电机呢？
5。每次改参数，下载，都很麻烦，有没有啥好的方法可以直接调节P，I，D参数的，不用修改一次下载一次再观察？

对于以上问题，大神们有什么看法？？？

申继鹏

贴上的我的一段PID算法，我相信没有注释大家也都看得懂，参考下吧。
float setpoint=180;//180°平衡
float pid()
{
  float kp=8,ki=0.01,kd=0.5;
  float error,lasterror,preverror,out; //增量式PID
         error = setpoint-kalAngleX;                  // 偏差值  `
          out=kp * error +ki *lasterror  + kp * preverror;     // 计算输出值
          Output=5*out;    //PWM太小电机不会转，所以*5
          Output=constrain(Output,-200,200);// 限定值域
          preverror=lasterror;//存储误差,用于下次计算
          lasterror=error;
       return abs(Output);   
}
void loop() {
  if(kalAngleX>(setpoint+2)){//加2的原因是我想让小车在设定值左右2°内平衡
  analogWrite(M1,pid()+3);
  analogWrite(M2,LOW);
  analogWrite(M3,pid());
  analogWrite(M4,LOW);
            }
  else if(kalAngleX<(setpoint-2)){
  analogWrite(M2,pid()+3);
  analogWrite(M1,LOW);
  analogWrite(M4,pid());
  analogWrite(M3,LOW);}
  else if((setpoint-2)<=kalAngleX<=(setpoint+2)){
  analogWrite(M1,LOW);
  analogWrite(M2,LOW);
  analogWrite(M3,LOW);
  analogWrite(M4,LOW);
                    }