基于前馈的PID算法改进及其在智能车控制中的应用

简介：
本文提出了一种基于前馈机制优化的传统PID控制策略，并探讨了其在智能车辆控制系统中的实际应用效果。通过理论分析与实验验证相结合的方式，展示了改进后的PID算法能够有效提升智能车的动态响应性能和行驶稳定性。 在智能车竞速与自主行驶的赛道上，精准、敏捷的控制是决胜的关键。传统 PID 算法曾是稳定的得力助手，但在面对复杂多变的道路情况、刁钻弯道以及突发干扰时显得有些力不从心。这时，前馈-改进PID算法应运而生，就像为智能车安装了一个超敏锐的大脑和灵活的四肢，解锁了前所未有的驾驶性能。 传统 PID 算法存在局限：它依赖于偏差反馈，在察觉到行驶偏差后才进行调整。当智能车高速疾驰时遇到坡路或阵风等突发状况，系统响应会滞后，导致速度波动、转向延迟等问题出现，超调和稳态误差也时常发生，影响了行车的平稳性和过弯精准度，从而降低了驾乘体验与竞赛成绩。 前馈控制则像智能车的“预言家”，不需要依赖偏差反馈。它根据已知系统输入提前预测干扰及路况变化，并迅速给出补偿措施。例如，在遇到上坡时，前馈控制系统会预先增加电机扭矩以防止速度突然下降；在面对强风时，则可以提前调整转向角度来抵消风力影响。这种策略不再是亡羊补牢式的应对，而是未雨绸缪的预防性控制，大大缩短了系统响应时间，并保持车辆行驶姿态稳定。