如何处理在180度处的偏航角不连续性。

Question

我正在开发一个车辆控制系统，使用9DOF传感器（加速度计、磁力计和陀螺仪）。在偏航角方面，我遇到了π弧度（180度）处的不连续性问题。

我正在使用PID控制器来控制车辆，当车辆转过180度时，符号会突然改变（从180变为-180），这使得控制器表现异常。当它转过-180度时，也会出现同样的问题。

作为方法，我正在使用方向余弦矩阵来计算欧拉角（这是Sparkfun传感器推荐的方法）。

我的问题是，我应该采用什么样的方法？如何处理使用PID控制器控制偏航角时的不连续性问题。

- tarik

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这个问题是关于如何添加360吗？ - Eiko

Answer 1

我也遇到过同样的问题，现在正在做以下操作：

#define MOD(a) ((a > 180.0) ? (a - 360.0) : ((a < -180.0) ? (a + 360.0) : a))

两个角度之间的差异可以使用以下公式简单地转换为-180度至+180度。

- gregoiregentil

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在-180度/+180度的范围内，什么条件下会成立？（a > 180.0）。角度永远不会大于180度。我错了吗？ - tarik

Answer 2

这是你的问题吗？

After desired angle changes it's sign(ie. 180->-180) 
then suddenly control input(ie. P * error) becomes bigger.

例如。

--------------------------------
|  desired  |  real  |  error  |
|-----------|--------|---------|
|    170    |   160  |   10    |
|   -170    |   160  |  -330   |
--------------------------------

如果我理解的问题与您的问题相同，那么怎么样？ 在我们开始之前，请注意假定每个角度值都在[-pi,pi]范围内。

error = desired - real;
if(error > 180)
   error = error - 360;
else if(error < -180)
   error = error + 360;
else
   error = error;//do nothing

这种方法总是选择一个方向，使得控制输入变小。(你知道有两个方向可选)

- JaeJun LEE