本文主要是介绍平衡小车的控制算法--结合自动控制原理学习，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
单纯的去看自控原理，很多概念有点抽象，最好找些应用去理解相关的概念，就找了实验室的一个平衡小车作为应用，不过主要根据小车去跑matlab去验证一些控制算法。结合台湾国立交通大学林沛群的自控线上课的总结
一、自控原理重要概念
问题：什么是自控，到底自控要干的是什么事情？
自控就是希望被控对象的表现达到预期，那自然控制器怎么去控制（给控制量）就是核心了。
（一）两种控制模式：
1.开环控制模式
根据预先设定的控制量计算方法给出控制量，这个计算方法无视被控对象的表现，只看自己，不看对象。
开环控制的控制量计算，有个前馈控制概念 : 根据扰动或设定值的变化按补偿原理而工作的控制系统。其特点是:当扰动作用产生,被控变量还未变化以前，根据扰动作用的大小进行控制。以补偿扰动对被控变量的影响。
2.闭环控制模式
看菜吃饭，控制量的计算要实时的根据被控对象的表现（相关传感数据）进行计算调整。从被控对象的表现进行反馈到被控量的技术也就算反馈控制。
（二）自控系统的分类
●按控制方式：按给定值操纵的开环控制、按干扰补偿的开环控制、按偏差调节的闭环控制、复合控制:闭环反馈为主，开环补偿为辅。
●按给定值变化规律：恒值系统、随动系统、程序控制系统。
●按系统性能：线性/非线性系统、连续/离散性系统、定常/时变性系统、确定/不确定系统。
一般接触的主要是线性非时变系统，现实中很多是把非线性系统转化成线性系统去处理，比如带有sin（a）在a接近0附近直接等价转换成a。
（三）自动系统衡量好坏的要素
基本要求：
稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。
快速性：动态性能，有指标。
准确性：稳态(过度结束后的）值应尽量与期望值一致。
最基本的就是稳定性，如下图虚线是控制目标，有几种常见的控制结果
具体的指标参数
1.稳态值
2.上升时间
3.调节时间：
4.最大超调量
5.峰值时间
6.延迟时间
（四）怎么去计算这个控制量呢？
1.系统建模（有些算法不需要建模，如PID）
五中系统表达方式
（1）微分方程，从物理系统的特性去建立物理公式，一般都是微分方程，只要能得到微分方程的解基本上就可以得到控制量
（2）传递函数，传递函数：输出与输入的比，一般都物理微分方程转到频率domain的函数，即进行拉普拉斯变换
（3）impluse response 与传递函数类似
（4）状态空间 （这是现代控制理论的主要方向）
重点了解传递函数
传递函数的BLOCK Diagram表达（一般在matlab里面用）
Signal-flow Graph 表示
Matlab关于传递函数的指令
这篇关于平衡小车的控制算法--结合自动控制原理学习的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
