前馈 + PID 模块(摩擦/重力/模型补偿)
模块描述
在 PID 之外加“我提前知道你要干啥”的前馈,常见于轨迹跟随、负载变化(重力/摩擦)明显的系统:稳、快、还不容易抖。
原理
- 控制量 (u = u{ff} + u{fb})
- (u{ff}) 来自简化模型:如电机 (Kt)、重力补偿 (mg\sin\theta)、速度前馈等
接口
与 PID 相同(编码器/IMU/ADC → PWM/DAC)
板上设置
- 载荷参数/重心:拨码/串口写入;摩擦补偿阈值(死区)
电气指标
- 关键是 PWM 分辨率(≥10bit 更舒服)与控制周期稳定性(定时器)
使用说明
- 前馈先上“最保守版本”,再用反馈补差;前馈错得离谱会让系统更差。
典型元器件
- 高分辨率 PWM MCU(STM32G4/H7、RP2040 等)
- 高精度编码器/磁编:AS5600/AS5048(I2C/SPI)
关联赛题
- 轨迹跟随、机械结构带重力项(云台/摆臂)、高速响应题