PID기반 조향각제어

PID 제어 수식

$MV(t)=K_pe(t)+K_i\int e(\tau)d\tau+K_d\cfrac{de}{dt}$

P 제어

피드백 제어신호가 오차에 비례하게 만드는 비례 제어기

$K_pe(t)=P_{gain}\times err$

P 제어기만 사용
정상상태 오차 발생

I 제어

적분을 이용하여 비례 제어에 남아있는 오차를 제거

$K_i\int e(\tau)d\tau=I_{gain}\times\int err$

I 제어기 사용
오차가 없는 상태에도 누적 오차 때문에 제어값 계속 발생

D 제어

미분을 이용하여 진동을 줄이고 안정성 향상

$K_d\cfrac{de}{dt}=D_{gain}\times \cfrac{d}{dt}err$

급격한 출력값의 변동 방지
오차가 상수일 경우 출력은 0이 되어 정상상태 오차 줄일 수 없음
특정 신호 급변 시 시스템 파괴 가능

D 제어기 사용
시스템 안정도 증가
미분 불가능 오차인 경우 적절한 제어 불가

이상적인 제어 결과

gain값 사이 trade-off 때문에 현실적으로 불가
주로 5% 이내 오버슈트, 0.2초 이내 정착 시간 설정

PID 제어기법을 이용한 자이카 주행 제어

목표 : CTE(Cross Track Error)값 0으로 수렴

PID 각각 gain값 설정
pid=PID(0.56, 0.0005, 0.12)

CTE = 화면 중앙점과 좌우차선 중점과의 차이

P값 CTE 값 그대로 적용
D값 현재 CTE값과 이전 P값 차이 적용
I값 CTE 값 누적 값 적용