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定法特点不需要事先知道过程的数学模型，直接在过程控制系统中进行现场整定方法简单、计算简便、易于掌握[30]。

4.3.1 凑试法

按照先比例（P）、再积分（I）、最后微分（D）的顺序。

置调节器积分时间Ti =∞，微分时间Td =0，在比例系数 按经验设置的初值条件下，将系统投入运行，由小到大整定比例系数 。求得满意的 1/4衰减度过渡过程曲线。

引入积分作用（此时应将上述比例系数Kp 设置为 5/6Kp）。将Ti由大到小进行整定。将Ti由大到小进行整定。

若需引入微分作用时，则将Td 按经验值或按Td =（1/3～1/4）Ti 设置，并由小到大加入。

4.3.2 临界比例法

在闭环控制系统里，将调节器置于纯比例作用下，从小到大逐渐改变调节器的比例系数，得到等幅振荡的过渡过程。此时的比例系数称为临界比例系数Ku，相邻两个波峰间的时间间隔，称为临界振荡周期Tu。

临界比例法步骤：

1、将调节器的积分时间Ti置于最大（Ti =∞），微分时间置零（Td =0），比例系数Kp适当，平衡操作一段时间，把系统投入自动运行。

2、将比例系数Kp逐渐增大， 得到等幅振荡过程， 记下临界比例系数Ku和临界振荡周期Tu值。

3、根据Ku和Tu值，采用经验公式，计算出调节器各个参数，即Kp、Ti和Td 的值。

按“先 P 再 I 最后 D”的操作程序将调节器整定参数调到计算值上。若还不够满意，可再作进一步调整。

临界比例法整定注意事项：

有的过程控制系统，临界比例系数很大，使系统接近两式控制，调节阀不是全关就是全开，对工业生产不利。

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4.4 PID车速控制流程图

程序初始化检测路况信息设定期望车速检测当前车速判断是否达到期望车速Y不进行PID控制N进行PID控制改变小车车速控制量更新车速小车以当前车速行使

图4.2车速控制流程图

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4.5 调试总结与心得

在开发与调试的过程中，我们遵循由易到难，由简到繁，循序渐进的过程。我们将具体过程分为以下三个阶段进行。

第一阶段：基本设计阶段

这一阶段的目标就是初步分析小车的整体框架，对系统进行模块划分。通过基本的硬软件设计，初步实现小车的行走与寻迹功能。在这一阶段中，我们重点解决了以下几个问题：

(1)理论准备，重点是对单片机编译环境的熟悉。

(2)将小车系统划分为传感器，MCU及附属电路，电源供应及电机驱动三大模块 。

(3)根据大赛要求，初步设计制作实现上述各模块的功能。 (4)组装小车，测试小车的整机性能。 第二阶段：方案论证与实验阶段

在这一阶段中，主要是先提出对各种具体的设计方案，然后进行理论的论证与实验的验证，根据实验的结论对各种方案进行比较与分析，并结合设计要求确定设计方案。这一阶段包括以下几个方面：

(1)传感器设计

在传感器型号的选用中，我们重点选择了ST168，ST188，GY043W进行测试，经反复实验，综合设计要求，最终选用了 ST188。在传感器的布局设计中，我们先后进行了一字形布局，M 字形布局，活动式布局，在活动式布局的测试中，我们最终选用了喷泉形作为最终设计。

(2)电源管理的改进

在电源模块的设计中，我们选择了 LM7805，LM7806，LM2576T-ADJ进行了性能测试，最终选用了低压差稳压片LM2576T-ADJ可调电压输出芯片作为稳压芯片。

(3)控制算法的实验 (1) 舵机控制

首先我们选用的是比例控制算法，先将 P 控制算法达到极限后再加入了积分，即应用 PI 控制，对积分参数进行调节，将PI 控制达到极限后，最后加入微分，即实现 PID控制，不断测试调节，选择最优参数。

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(2) 速度控制

我们通过对加速和减速算法进行了多种方案的测试，并加入了测速传感器对速度进行实时检测。

第三阶段：方案改造与优化阶段

这一阶段是在第二阶段的基础上对设计方案进行局部调整与优化，通过不断的实践，不断地进行参数调整，硬件改造，软件优化。为了方便调试，我们加入了调试电路，可现场对参数进行调整。

4.6本章小结

本章主要介绍了软件的编写流程以及智能小车的开发过程的总结回顾。特别是在调试小车的控制速度与舵机的参数阶段，要使用正确的方法去指导调试工作，从而让调试顺利的进行。

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