Theory:Stabilization
Целью стабилизации является компенсация внешних воздействий. Рассматривается простейшая стабилизация, которая сохраняет горизонтальное положение.
Характеристикой отклонения от такого положения могут служить углы Эйлера. Для получения этих углов используются два датчика: акселерометр и гироскоп. Их показания «объединяются» при помощи некоторого алгоритма так, что получаются искомые углы.
Два из трех углов Эйлера являются входными данными для ПИД-регулятора, который расчитывает необходимые для возврата в горизонтальное положение мощности моторов.
Не всегда необходимым положением является горизонтальное (например, для движения в определенную сторону необходимо поддерживать наклонное положение). Поэтому на самом деле под горизонтальным положением подразумевается заданное положение.
Сенсоры. Что именно измеряют гироскоп и акселерометр, описано в статье про сенсоры.
Получение физических величин (№1 на схеме). Из данных гироскопа и акселерометра можно получить угол различными способами (подробнее в статье)
Существуют датчики, которые также выполняют и расчет угла, поэтому эта стадия может быть опущена.
Нахождение коррекции (№2 на схеме). Реакция на угол реализована при помощи ПИД-регулятора.
Получение сил моторов (№3 на схеме): результат работы ПИД-регулятора используется довольно просто: если необходимая коррекция равна y, то мощность одного из моторов уменьшается на y, а мощность противоположного увеличивается на y.