5、AP固件串级PID基本原理

串级PID的基本原理： 位置环（最外） → 速度环 → 角度环 → 角速率环（最内）

AP多旋翼固件有多个飞行模式，常用的飞行模式是自稳模式、定高模式、定点模式。

AP固件里面的核心控制算法采用的是串级PID控制。

有些朋友能够听到AP的位置控制环、姿态角控制环、角速率控制环； 在源码层面可以拆分为四阶：位置环->速度环->姿态角度环->角速率环！每一环的输出，又是下一环的输入！

越是外环，更新速率越慢！越是内环，更新速率越快！

如何直白点理解?

位置环：飞控系统，告诉无人机 “要沿着东南方向前进 100 米”

速度环：计算 “无人机要倾斜多少度才能跑到目标速度” 这就是倾斜角 / 姿态角。

角度环：负责 “把无人机精准保持在这个倾斜角度”

角速率环：负责 “快速稳住角度，不晃、不超调”

调试要点

• 位置环（含高度环）是“最外环”（负责最终位置与高度精度），姿态角度环是“中间环”，角速率环是“最内环”（负责最快去响应）；
• 调试步骤1：先调自稳模式(STABILIZE),该模式只激活“角度环+角速率环”，是无人机姿态稳定的基础！(先调角速率环，再调角度环)
• 调试步骤2：再调定高模式(ALT_HOLD),该模式在自稳模式下，增加了“高度环”(位置环的垂维度)，假如自稳没调好，定高会出现“上下蹦跳、高度漂移”的情况
• 调试步骤3：最后调定点模式(LOITER),该模式在定高模式下，增加了“水平位置环”，实现精准的位置控制！依赖速度环->姿态环->角速率环的层层执行，任何一环没调好都会定点不佳！