【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-- · 2020-02-16 23:25
coleyao 发表于 2014-9-12 20:02
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 ...

看头像,你就是对PID情有独钟!!!
yigang
2楼-- · 2020-02-17 03:16
本帖最后由 yigang 于 2014-9-13 15:51 编辑
v灰尘 发表于 2014-9-12 20:23
还是不太明白,你那些公式是哪里来的?


滤波器原理啊,传递函数,拉普拉斯变换, 我是这么理解的, 1/(1+a) 之类的公式是滤波器传递函数, 恰好他们是互补的。。。
skyxjh
3楼-- · 2020-02-17 04:33
互补滤波其实就是加权平均,陀螺计算出的角度的系数大,起的作用大,加计计算出的角度的系数小,起的作用小。
wshg
4楼-- · 2020-02-17 05:42
 精彩回答 2  元偷偷看……
wljcom
5楼-- · 2020-02-17 08:35
和倒立摆是不是有异曲同工之妙? 我该好好看看学习下
wbxjtu
6楼-- · 2020-02-17 08:47
互补滤波从公式上看就是相信谁多一点,很多时候硬件上电机好的话能比滤波算法更好改善平衡

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