【软件类】个人对互补滤波公式的解释,欢迎大家一起讨论

2020-02-11 09:07发布

做飞思卡尔的平衡车有三年了,我今天想分享一下自己的一点互补滤波上的一点心得解释,欢迎拍砖。

公式:Angle = (0.98)*(Angle + Gyro * dt) + (0.02)*(Acc);

1、其中Angle+Gyro*dt是积分部分。(角度+角速度*取样周期)。
2、(0.98)*(Angle + Gyro * dt),是高通部分,作用于陀螺仪上。
3、(0.02)*(Acc)是低通部分,作用于加速度计。
4、其中0.98,0.02是可以根据自己的情况修改的。公式原样应该是Angle = (a)*(Angle + Gyro * dt) + (1-a)*(x_acc);
时间常数t=(a*dt)/(1-a) , 得到a=t/(t+dt)。dt为取样周期,t为时间常数自己设定,一般小于1。
比如取样周期为100HZ,也就是0.01s,那么dt=0.01。时间常数设为0.5(对于不同的系统都不一样,自己试验),那么a=0.5/(0.5+0.01)=0.9804。
那么Angle = (0.9804)*(Angle + Gyro * dt) + (0.0196)*(Acc);
5、对于第4点,如果觉得有问题,我觉得还可以这么理解:陀螺仪采集回来的总是有滞后的,但是加速度计总是超前的,两者是需要综合的,我们相信陀螺仪多一点,相信加速度计少一点,是采集回来的角度可以更好的适应我们的系统。

PS:对于平衡车这个系统,个人认为互补滤波已经足够,没必要用那么高深的卡尔曼。说的错的地方请大神指出,也希望自己没误导友友们。
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77条回答
yigang
1楼-- · 2020-02-15 20:02
 精彩回答 2  元偷偷看……
lzl000
2楼-- · 2020-02-15 20:09
的确,在一般环境不复杂(比如飞思卡尔杯)的情况下,互补滤波可以算足够了,但如果处理器好点,而且在实际应用中,最好还是能加卡尔曼就加吧。零点问题在很多场合也是有影响的,正如楼上几位所说。
yigang
3楼-- · 2020-02-16 01:42
本帖最后由 yigang 于 2014-9-12 17:10 编辑

公式:Angle = (0.98)*(Angle + Gyro * dt) + (0.02)*(Acc);

挺神奇的,我想好好研究它。。。

现在的讨论还不够热烈,深度也不够,加油!!!!!
coleyao
4楼-- · 2020-02-16 07:20
yigang 发表于 2014-9-11 16:29
Motor Output = Kp × (Angle) + Kd × (Angular Velocity)
这句话,确立了小车系统的物理----数学模型。

看起来是一个PID控制中的PD控制,马达的输出=角度值*比例系数+角度变化速率*微分系数(对时间的微分其实就是角度的变化速度),不过模型怎么建的,我就不懂了。
v灰尘
5楼-- · 2020-02-16 08:43
yigang 发表于 2014-9-12 16:50
传递函数,高通 = a/(1+a);低通 = 1/(1+a);a != 1时,有:a/(1+a)>1/(1+a);a/(1+a)+1/(1+a)=1.
例如, ...

还是不太明白,你那些公式是哪里来的?
rockyyangyang
6楼-- · 2020-02-16 10:09
 精彩回答 2  元偷偷看……

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