华南农业大学珠江学院野狼战队技术报告.docx
《华南农业大学珠江学院野狼战队技术报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华南农业大学珠江学院野狼战队技术报告.docx（50页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
华南农业大学珠江学院野狼战队技术报告
第七届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
学校：
华南农业大学珠江学院
队伍名称：
野狼战队
参赛队员：
明昱
林宏锋
钟国雄
指导教师：
范玉璋
邱广萍
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：
参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：
带队教师签名：
日期：
摘要
本技术报告主要讨论了基于Freescale公司的XS128芯片制作的自主巡线智能车的设计原理和方案，将从机械结构设计，硬件电路设计，程序算法设计以及调试经验等四个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。
该车主要由两个摇头伺服电机和激光传感器构成的道路检测随动子系统，驱动电机以及机械传动齿轮构成的动力子系统，连杆机构以及转向伺服电机构成的转向子系统，速度检测系统以及以XS128为中心的电路子系统构成。
结合数字PID控制理论完成了智能车自主巡线的功能。
在调试过程中主要应用LABVIEW处理无线串口模块发回的数据可以使调试过程更加得心应手。
关键词：
Freescale，智能车，巡线，PID，激光传感器
第一章引言
1.1概述
全国大学生飞思卡尔智能汽车竞赛是受教育部高等教育司委托，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的全国大学生智能汽车竞赛。
该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
本报告将从硬件到软件一一的为大家呈现本智能车的设计方案和制作过程。
1.2章节安排
本报告的章节详细安排如下：
第一章引言：
介绍了智能小车的研究背景。
第二章硬件电路设计：
详细介绍了智能小车各部分的硬件电路设计制作。
第三章传感器的设计及安装：
详细介绍了智能小车传感器部分的原理、选型和设计制作。
第四章车模机械调校：
详细介绍了车模调校的基本知识和本智能小车各部分的机械调教。
第五章软件设计：
详细介绍了智能车的算法和软件设计。
第六章车模技术参数。
第七章总结。
第八章致谢。
附录智能小车源程序。
第二章硬件电路设计
本章详细介绍了整个智能车硬件系统的设计和制作过程。
2.1系统总体结构
系统总体结构图如图2.1所示。
图2.1系统总体结构图
2.1.1控制模块
本智能车系统采用freescale单片机MC9S12XS128作为核心控制芯片，对采集信号进行分析和处理，再根据信号对直流电机和转向舵机进行有效控制。
MC9S12XS128单片机CPU属于增强型16位CPU，片内总线时钟最高40MHz；其片内具有8KBRAM、128KB程序闪存、2KB数据闪存；脉宽调制模块（PWM）可设置成8路8位或者4路16位，逻辑时钟选择频率宽；具有1个8路12位精度A/D转换器；另外片内还具有增强型捕捉定时器。
完全可以胜任大量的数据处理和控制工作。
2.1.2激光检测模块
利用光电方式对比赛赛道信息进行采集并反馈给中央处理单元，由中央处理单元对采集数据进行处理。
2.1.3电源模块
为各个电路模块提供稳定电源，保证各模块正常工作。
2.1.4电机驱动模块
对模型车上的电机进行驱动，控制赛车的速度，是赛车强劲动力的有力保障。
2.1.5测速模块
对模型车的速度进行检测，实现闭环控制，以便调整弯道和直道的速度，从而提高平均速度，使小车更快跑完全程。
2.2单片机最小系统
单片机最小系统是整个小车的核心。
由于实验室条件有限，我们选择购买最小系统板。
该最小系统板稳定可靠，所有功能引脚均已引出。
电路图如图2.2所示。
图2.2单片机最小系统原理图
2.3电源模块
电源是一个系统正常工作的保障，关系着小车是否能正常的运行。
比赛使用的是组委会统一提供的7.2V2000mAhNi-Cd电池供电。
而单片机和传感器需要5V电源，舵机需要5V电源，电机驱动模块则需要7.2V和5V电源，因此我们需要稳压芯片降低电压以提供给各个模块使用。
我们常用的集成三端稳压芯片有两种：
线性稳压芯片和开关型稳压芯片。
线性稳压芯片的特点是反应速度快、输出纹波小、发热量大、效率较低，例如78XX系列。
开关型稳压芯片则功耗小，效率高，但是输出纹波大，电路复杂，例如LM2576、LM2596等。
经过大量选型和测试过后，我们选择了LM2940。
LM2940为低压差线性稳压器件，最大输出电流1A，经过LM2940稳压后，输出5V，对单片机、传感器和测速模块等供电。
同时为了获得最佳的根线性能，我们将摇头舵机直接由电池供电。
如图2.3为电源模块基本电路图。
图2.3电源模块基本电路图
2.4电机驱动模块
前几届使用较多的集成驱动芯片是MC33886，但是这种驱动芯片发热量大，内阻大且输出电流较小。
本届我们选择的是英飞凌公司的大电流半桥驱动芯片BTS7970，该芯片最大输出电流为63A，导通内阻为16毫欧，具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和过温、过压、欠压、过流及短路保护的功能。
BTS7970应用非常简单，只需要向芯片第2引脚输入PWM波就能控制。
当系统中只需要单向控制时，只需要让电机一端接地，另一端接BTS7970第4引脚。
如果需要电机双向旋转控制，则需要另一片BTS7970共同组成全桥。
表2.1为BTS7970各引脚功能。
表2.1BTS7970引脚功能
为了能获得更大的输出电流，该驱动模块使用4片BTS7970组成了一个全桥。
如图2.4为驱动模块PCB图。
图2.4驱动PCB图
2.5速度检测模块
速度检测我们考虑过以下两种方案。
（1）光电编码器：
光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成，当光栅盘开始旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测出若干脉冲信号，通过计算一定时间光电编码器输出脉冲的个数就可以反映出当前的速度。
（2）第五轮测速：
第五轮测速原理和光电编码器大致相同，不同的是光电编码器测出的是电机的转速，而第五则轮测出的是小车的实际速度，方便对当前小车速度的控制。
由于第五轮在机械上做起来相对较复杂，最终我们选择了将光电编码器与传动齿轮直接相连。
图2.5为光电编码器安装图。
图2.5光电编码器安装图
2.6坡道检测模块
关于坡道的检测，刚开始我们使用的是加速度传感器作为坡道的辅助检测，但后来发现加速度传感器非常容易受到车体抖动和其角度的干扰，采回来的信号杂乱无章，程序处理起来困难。
最终我们放弃了加速度传感器这一方案，选择了反射式红外光电传感器ST188来辅助检测坡道。
图2.6为光电对管PCB图。
图2.6光电对管安装图
ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，其检测距离可调整范围大，4至13厘米可用，并且采用非接触方式。
其外围元件少，可减轻车身的重量。
ST188检测坡道原理：
坡道和水平的赛道有一个夹角，当小车刚要驶入坡道时，红外的照射距离变近，当照射在黑线以外的赛道上时，AD采集回来的值会明显比水平赛道上大，经过程序处理后，便能识别出坡道。
第三章传感器的设计及安装
3.1传感器的选择
方案一：
采用CCD/CMOS摄像头，CCD/CMOS摄像头的优点是检测前瞻距离大、检测范围宽、检测道路参数多；缺点是电路设计复杂，需要视频信号同步分离，且工作电压高于电池电压，需要升压电路，加大电源的损耗，而且本系统采用的处理器是25MHz的单片机，处理速度有限，并且CCD采集一侦图像的时间最快为50ms，对于一个速度要求很高的系统，采集时间过长，还易受外界干扰，软件计算量大。
方案二：
采用电磁线磁场传感器检测电磁感应磁场的方法。
竞赛车模需要能够通过自动识别赛道中心线位置处由通有100mA交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。
采用此方法检测赛道的方法的优点是传感器设计电路实现简单，体积小。
但缺点是磁场传感器检测抗干扰能力小，环境中存在诸多电磁干扰，对智能车的平稳行驶有一定影响。
方案三：
使用激光传感器。
通过发光管发射激光照射跑道，跑道表面与中心黑线具有不同的反射强度，利用光敏接收管可以检测到反射回来的不同强度的光信息。
这种检测方法具有较高的可靠性和稳定性，且前瞻较大，电路设计比较简单，检测信息快，而且单片机处理信息更加方便。
但这种方法对道路参数检测分辨率不高。
3.2激光检测原理
激光传感器检测路面信息的原理是由发射管发射一定波长的激光，经赛道反射到接收管。
由于在黑色和白色上反射系数不同，在黑色上大部分光线被吸收，而白色上可以反射回大部分光线，所以接收到的反射光的强度是不一样的，进而导致接收管的特性曲线发生变化程度不同，而从外部观测可以近似认为接收管两端输出电阻不同，进而经分压后的电压就不一样，就可以将黑白路面区分开来。
图3.1为光电传感原理图。
图3.1光电传感器原理
3.3激光传感器的设计
激光传感器的原理和普通的光电传感器原理相同，不同的是激光传感器的前瞻远远大于普通的光电传感器，能够稳定在40cm至70cm之间。
组委会规定每支车模传感器数量不超过16个，光电传感器接收单元计为1个传感器，发射单元不计算。
即便如此，我们的传感器也不能使用太多的发射单元，因为舵机的灵活性会随着其负载的增大而降低。
所以最初我们使用9个发射管，3个接收管，3对1的模式。
后期为了增加分辨率采用12个发射管，3个接收管，4对1的模式。
激光传感器分为发射部分和接收部分。
发射部分发射管按“一”字均匀排布，但是这样发射管两两之间可能产生干扰，所以我们传感器发光采用了分时点亮的策略。
使用一片74LS138，由单片机控制，一次点亮若干个激光管。
由于接收部分使用的是专用的激光接收管，该接收管在接收相应波长和相应频率范围的光时效果做好，所以我们将发射管的频率调制成200kHz，并且这样也能减小外界光线的干扰。
为了能更好的接收反射回来的光，可以在接收管上套一个透镜，这样接收管接收效果最好，提高前瞻。
图3.2为激光传感器PCB图。
图3.2激光传感器PCB
第四章车模机械调校
4.1车模部分参数要求
图4.1为组委会指定使用车模
图4.1车模实物图
（1）车模尺寸要求：
车模尺寸不能超过350mm×400mm，高度没有限制。
（2）舵机型号：
S-D5。
（3）后轮驱动马达型号：
540。
（4）传感器数量检查：
传感器的数量是否符合小于16个。
（5）必须使用组委会指定的轮胎及电池。
（6）电容总容量不超过2000微法，单片机必须使用组委会规定产品。
4.2舵机安装
舵机安装直接关系到转向问题。
如果舵机调整不到位，将很大程度上限制转向角度和转向响应速度。
舵机安装有两种方式，一种是卧式安装，另外一种为立式安装。
卧式安装为车模默认安装方式，但这样安装会使左右两边轮子连杆不等长，根据杠杆原理可知舵机对长连杆轮子用的力要大些，因此造成了舵机对左右两边转向响应时间不一样。
另外由于卧式安装会使连杆与水平面呈现一定角度，从力学知识可以知道在轮子转向获得的力只是舵机施加在连杆上力的一个水平方向上的分力。
综合考虑，我们选择了舵机立式安装方式。
图4.2为舵机安装图。
图4.2舵机安装图
4.3前轮调整术语介绍
要保持车辆直线行驶的稳定性，使小车直道稳定、弯道转向轻便，必须确定车轮定位参数，包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束。
4.3.1主销后倾角
主销后倾角在车轮偏转后形成一回正力矩，阻碍车轮偏转。
主销后倾角越大，车速愈高，车轮偏转后自动回正力越强。
但回正力矩过大，会引起前轮回正过猛，加速前轮摆振，并使转向沉重。
通常后倾角为1°～3°。
如图4.3所示。
图4.3主销后倾角
4.3.2主销内倾角
在小车前后方向上，主销向内倾斜一个角度，主销轴线与垂线间的夹角称为主销内倾角。
当汽车转向轮在外力作用下发生偏转时，由于主销内倾，则车轮连同整个小车的前部将被抬起一定高度，在外力消失后，车轮就会在重力作用下力图恢复到原来的中间位置。
通常主销内倾角不大于8°。
如图4.4所示。
图4.4主销内倾角
4.3.3前轮前束
俯视车轮，汽车的两个前轮的旋转平面并不完全平行，而是稍微带一些角度，这种现象称为前轮前束。
车轮前束的作用是减轻或消除因前轮外倾角所造成的不良后果，二者相互协调，保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动。
前轮前束一般为0～12mm。
如图4.5所示。
图4.5前轮前束
4.3.4前轮外倾角
在汽车的横向平面内，前轮中心平面向外倾斜一个角度，称为前轮外倾角。
前轮外倾角一方面可以使车轮接近垂直路面滚动而滑动减小转向阻力，使小车转向轻便；另一方面减少了轴承及其锁紧螺母的载荷，增加了使用寿命，提高了安全性。
一般前轮外倾角为1°左右，但对于有高速、急转向要求的车辆，前轮外倾角可减小甚至为负值。
如图4.6所示。
图4.6车轮外倾角
4.4前轮调整
前轮的调整直接关系到小车在直道是否顺畅，在弯道转向是否灵活。
前轮调整主要从主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束4个方面着手。
以下是具体的调整：
（1）调整主销后倾角为1°～3°，可通过增减黄色垫片数量来改变。
调整中注意过大的主销后倾角会使转向承重，舵机反应迟滞。
我们进行微调，使主销后倾角呈现>1°且<=2°。
（2）调整主销内倾角可以通过装入4°倾角的臂座来调节。
由于过大的倾角会增大转向阻力，增加轮胎磨损。
所以对于小车来说，4°内倾角已经足够。
另外，实际测试中发现主销内倾和主销后倾对于前轮自动回正都有帮助，并且两者在不同速度下体现出不同程度的回正力。
高速时候主要有主销后倾提供，低速时候则主要由主销内倾提供。
（3）前轮外倾角的调整主要影响弯道性能。
我们可以通过调整前轮轴平面上方的螺丝长度来影响前轮外倾角。
实际调整中，我们小车前轮调成“八”字型，这样调整可以是小车转向时候更加平稳，但是会增加舵机负载引起转向迟滞。
具体的调整长度则需要实验中进行调整。
（4）前轮前束调整能够影响过弯，提高小车减速性能。
但是过大的前轮前束会造成驱动电机阻力增大，影响直道加速性能。
对于小车而言，我们可以通过调整舵机与前轮连杆长度进行调整。
实际调整中，我们使小车前轮呈现“内八字”形状，即前端短后端长的情况。
具体的调整也需要通过实验进行调校。
4.5重量和重心调整
重量和重心关系着小车的极限速度，当小车速度达到一定程度时，这个问题尤为突出。
重量方面，我们在不影响小车正常行驶的情况下，尽量减少小车上一些可有可无的配件，并且在做电路板时，尽量选择简单且稳定的电路。
经过这几步，小车的重量有了明显的下降。
重心也影响着小车的性能。
重心过前，增加转向阻力，引起转向迟滞。
另外，如果小车速度很快的情况下，上下坡道的时候会造成前轮首先着地，很可能造成小车意外事故。
重心过后，则会使小车前轮抓地不足，造成过弯非常不稳定。
实际调整以重心在减震弹簧固定座处为准，保持各部分重量均衡。
重心还应尽量低，在高速情况下，过高的重心会引起小车侧翻,可通过降低小车底盘高度来降低重心。
4.6差速器调整
小车后轮采用的差速器为滚珠式差速器，适当的差速能够提高小车过弯的性能和速度。
差速器可以通过右后轮轮轴上面的螺丝来调整。
调整时应当注意过松，会严重影响直道加速性能；调整过紧则会使差速器处于无效状态。
差速器也需要适当上油，保证其转动平滑。
4.7其它调节
（1）后轮轮距调节：
在车模套件中有2个后轮轮距调整块，我们可通过更换调整块来调整后轮轮距。
（2）齿轮咬合调整：
调整齿轮咬合，以不松动，无卡滞，松紧合适为准。
另外还要保证齿轮间咬合有足够的接触面积。
（3）减震部分：
减震部分利于小车过坡道和过弯，但是导致激光斑点剧烈抖动。
在权衡利弊后，我们将小车的底盘连接为一个整体，实际测试可以看出这样能很好的减小激光斑点乃至整个车身的抖动。
4.8轮胎的使用
轮胎是小车非常重要的部分。
一副新的轮胎刚开始使用摩擦力较差，在经过一段时间的磨合后，小车在赛道上行驶时会出现尖锐的声音，这时是轮胎摩擦力最好的时期。
但是后期如果过度使用，轮胎摩擦力会下降，出现一个“差-优-差”的过程。
所以当一副轮胎摩擦力很好的时候，我们应该将其取下备用，然后换上新轮胎继续磨合。
如图4.7是小车安装调试后的实物图。
图4.7小车实物图
第五章软件设计
程序及算法设计是该智能车系统的核心之一，程序设计的理念保持简洁、高效、稳定、适应性强，切不可仅仅追求某一特殊弯道而忽略整体，同时要考虑实验室赛道类型不足，不可只针对某一赛道类型而设计程序。
程序的设计、调试、修改都需综观全局，仔细考虑每一行代码是否有副作用，整体逻辑是否有矛盾、漏洞以及欠妥之处。
总的来说即控制车模在符合大赛规则前提下，以最短的时间跑完整个赛道并能停在起跑线3M以内。
该智能车系统首先需要对XS128芯片中的PWM模块,PIT模块，I/O模块，A/D转换模块等必备的模块进行初始化。
PWM模块主要是用来控制转向舵机、摆头舵机、点头舵机的转动，以及电机的运行；PIT模块主要是用在速度脉冲采集和传感器信息采集上，捕捉中断并计算处理；I/O模块主要是用于控制激光的发射和数据的接收，以及各种控制信号；A/D转换模块主要用在红外采集。
5.1数据的采集
在激光排数选择上我们选择了双排激光寻两条黑线。
点亮激光我们使用了74LS138译码器，同时起到了分时点亮防干扰和节约I/O口两重效果，共24个激光发射管，6个激光接收管，激光点两两均匀间隔1.1CM，以保证至少有两个点照在黑线上，通过区分激光照在黑线和白色赛道上接收管的不同信号提取出黑线位置，由于该智能车系统是一个高速运动的系统，故应在能保证激光接收稳定的前提下精量缩短点亮一轮激光的时间，使数据能够快速更新，为进一步防止干扰可选择间隔点亮，如：
laser_fix[ROW]={1,5,9,13,17,21；2,6,10,14,18,22；3,7,11,15,19,23；4,8,12,16,20,24};//发射管间隔点亮;数据的稳定性是小车能稳定行驶的保障，故在设计一切算法之前应先做到有稳定的数据可用。
5.2随动摇头舵机的控制
摇头舵机摇头的目的在于让黑线始终落在激光撒落的范围之内，具体怎样摇要根据此时哪几个激光点落在黑线上，简单来说即舵机的转动是以步进的形式累加上去的，程序上只要确定每个点照到黑线上时对应的步进值。
当然，最靠近中点的光点的步进值就越小，而距中心最远的光点的步进值就最大。
这种想法可以用增量式PID来实现。
下面仔细舵机摆头的实际工作过程：
当车一入弯时，光点中心便会偏离黑线，黑线马上就会被编号小于4的点或者大于5的点检测到。
设想是在编号为1的点或编号为12的点检测到黑线，这时舵机就会以很大的步进值加过来使得光点中心与黑线在同一位置。
由于舵机的延时特性，在主函数一个执行周期之后，舵机只打了一小角度而远没有打到稳定位置，此时可能是第二个光点照在黑线上了，这样，舵机就会在原来的基础上加上第二个光点所对应的步进值。
主函数一直循环，在看到弯道后，经过若干个执行周期舵机打到稳定位置。
我们对每个管子的步进值都是通过实验测量的，对中间的两个光点，舵机不予反应，即所谓的模糊点。
每个步进值对摆头性能都有很大影响，选大了，舵机稳定不下来，他会一直左右摇晃，选小了，快速入弯时，舵机又会反应不过来而造成丢线。
5.3前轮转向舵机的控制
在前轮转向控制上，打角舵机的控制由上面两个摆头舵机的反馈值决定，这种控制方法精确快速。
先算出上面两个舵机值与中心值的偏差，将这两个偏差量相加再乘以一个系数得到的值作为打角的参考量。
这种打角方式其实就是简单的P算法。
对于这种打角方式，如果参考量的系数与每个光点的偏量选择合理，那么，前轮舵机就会在连续的小弯道上走近似直线，而在单侧大弯道上提前打角，切着内道走。
这正是舵机打角的理想情况。
对于这这些参数的设定，我们也是设了高速档与低速档，两档的参数不一样，以适应入弯情况。
也就是说，我们在这个参数的基础上，又加了一个速度相关的参数。
5.4电机的控制
电机的控制其实说简单点，就是根据路况计算当前需要达到的理想速度，再以此速度与当前实际速度作比较，作出是该加速还是该减速，该猛加速还是全速反刹的判断。
我们希望车模能以较高的速度过直道和连续的弯道，以较低的速度入弯道。
为此，我们根据摇头舵机的PWM值判断是直道还是弯道，当舵机PWM值偏离中心位置附近时便认为是弯道，不是这样那就是直道。
根据不同的舵机PWM值将标定速度细分为几档。
在调节参数时做到加减速效果明显即可，简单点说加减速控制就是让车模以最快的反应速度达到标定的速度，反应越快越好。
5.5PID算法的引入和改进
前面讲到的三个舵机的控制以及电机的控制都不同程度的结合了PID算法，故将PID算法讲解如下：
PID控制策略其结构简单，稳定性好，可靠性高，并且易于实现。
其缺点在于控制器的参数整定相当繁琐，需要很强的工程经验。
相对于其他的控制方式，在成熟性和可操作性上都有着很大的优势。
所以最后我们选择了PID的控制方式。
在小车跑动中，因为不需要考虑小车之前走过的路线，所以，我们舍弃了I控制，将小车舵机的PID控制简化成PD控制。
速度闭环控制采用了增量式PID控制。
参数调节使用试凑法来确定控制器的比例、积分和微分参数。
试凑法是通过闭环试验，观察系统响应曲线，根据各控制参数对系统响应的大致影响，反复试凑参数，以达到满意的响应，最后确定PID控制参数。
试凑不是盲目的，而是在控制理论指导下进行的。
在控制理论中已获得如下定性知识：
比例调节（P）作用：
是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节（I）作用：
是使系统消除稳态误差，提高无差度。
因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。
反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。
微分调节（D）作用：
微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。
因此，可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。
微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。
此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。
微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律
升级会员 