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    入住头条有1年多了，***次发文。我是一只在无人机领域的嵌入式工程狮，看了头条上很多的对PID解说的专业文章，几乎都是从控制上切入的，这里我从不同的角度来分析PID。先说结论：PID的本质是跟随器，用于**给定信号。很多朋友在这里又会发问了，PID不是控制器吗？在某**百科上面的解释就是：比例（P）积分（I）微分（D）控制，简称PID控制。这是没错的，PID算法从100年前开始出现，就开始***的用于工业控制，PID的起源就是用于做控制器。看起来PID和控制是分不开的，实则不然。从PID的公式也可以看出，e是目标量和输出量的偏差，当误差e趋近0时，输出u将收敛到一个固定值。**终PID实现的效果就是将目标量和输出量两者的偏差归零，当目标量变化时，输出量也会跟随着目标量变化，也就是说输出量通过PID来跟随目标量。下面我从两个例子来说明PID分别作为控制器使用和信号跟随器的使用。PID作为控制器——水箱液位控制这里水箱的液位我们假设没有延迟，设计一个PID控制器来控制液位，误差e为目标液位和输出量为液位之差。u为执行器输出，这里是阀门开度，大于0为注水，小于0为放水。具体代码不在此赘述。刚开始的时候，把液位设置到5米，2秒后实际液位基本到达5米。专业mems芯片规格齐全

    dps）和用户可编程加速度计满刻度范围为±2g、±4g、±8g和±16**上1024字节的FIFO缓冲区有助于降低系统功耗，它允许系统处理器读取突发的传感器数据，然后在MPU收集更多数据时进入低功耗模式。由于支持许多基于运动的用例所需的所有必要的片上处理和传感器组件，MPU-60X0独特地支持各种完全在片上的基于运动的高级应用。因此，MPU-60X0能够在便携式应用中实现低功耗的运动处理，同时降低了对系统处理器的处理要求。通过提供集成的运动融合输出，MPU-60X0中的DMP将密集的运动处理计算需求从系统处理器中卸下，从而将运动传感器输出的频繁轮询需求降至比较低。与设备所有寄存器的通信在400kHz时使用I2C或1MHz时使用SPI（***MPU-6000）。对于需要更快通信的应用，可以在20MHz时使用SPI（***MPU-6000）读取传感器和中断寄存器。附加功能包括嵌入式温度传感器和片上在工作温度范围内变化±1%的振荡器。通过利用其**和经批量验证的Nasiri制造平台，该平台通过晶圆级键合集成了MEMS晶圆swith同伴CMOS电子器件，InvenSense将MPU-60X0封装尺寸降低到了（QFN）的**性占地面积，同时提供了比较高的性能、比较低的噪音和比较低的手持消费电子设备所需的成本半导体封装。北京官方mems芯片规格齐全

    其次，同样是由于IMU不需要任何外部信号，它可以被安装在汽车底盘等不外露的区域，可以对抗外来的电子或机械攻击；相比而言，视觉、激光和毫米波在提供相对或***定位时必须接收来自汽车外部的电磁波或光波信号，这样就很容易被来自攻击者的电磁波或强光信号干扰而致盲，也容易被石子、刮蹭等意外情况损坏。***，IMU对角速度和加速度的测量值之间本就具有一定的冗余性，再加上轮速计和方向盘转角等冗余信息，使其输出结果的置信度远高于其它传感器提供的***或相对定位结果。总而言之，在自动驾驶纷繁复杂无法穷举的工况中，IMU以其超高的置信度、完全无需外部依赖的特性，以及强大的抗干扰能力，像一颗定海神针，为自动驾驶的定位系统提供***一道安全保障。

    由于自己对步长的估计和实际走的距离存在误差，走的步数越来越多时，自己估计的位置与实际的位置相差会越来越远。走***步时，估计位置与实际位置还比较接近；但随着步数增多，估计位置与实际位置的差别越来越大。根据此方法推广到三维，就是惯性测量单元的原理。学术上的表述是：以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。因此，通俗来讲，惯性测量装置IMU属于捷联式惯导，该系统有三个加速度传感器与三个角速度传感器（陀螺）组成，加速度计用来感受相对于地垂线的加速度分量，速度传感器用来感受角度信息。值得注意的是，IMU提供的是一个相对的定位信息，它的作用是测量相对于起点物体所运动的路线，所以它并不能提供你所在的具**置的信息，因此，它常常和GPS一起使用，当在某些GPS信号微弱的地方时，IMU就可以发挥它的作用，可以让汽车继续获得***位置的信息，不至于“迷路”。IMU的分类目前来说，市面上存在的IMU以6轴与9轴为主。6轴IMU包含一个三轴加速度传感器，一个三轴陀螺仪；9轴IMU则多了一个三轴的磁力计。另外，对于采用MEMS技术的IMU。

    用加速度计就够了嘛，为什么一定要用陀螺仪呢？因为加速度计测量的物理量是比力，而非加速度，加速度是通过比力计算得到的。加速度计不能分辨出是地球引力还是运动外力。所以在被测量物体运动的时候将无法得到准确的倾角。这个时候陀螺仪就起作用了，因为陀螺仪对运动加速度不敏感。陀螺仪短时间内计算的角度很准确，但时间长了会产生累计误差，加速度计长时间内的稳定弥补了陀螺仪的短缺。加速度计在运动的情况下测量有误差，陀螺仪对运动不敏感。所以可以用两者的互补关系，来设计一个倾角传感器。那这里面怎么用到PID的性质呢？我们把加速度求得的角度θ作为目标量，我们把陀螺仪积分角度θgyro作为输出量。让陀螺仪角度跟随着加速度角度。设计PI跟随器，调节参数，让陀螺仪积分角度θgyro慢慢跟随加速度计算的角度θ。下图是计算周期为50ms时，kp=，ki=。角速度噪声±。加速度受到运动的影响，角度噪声为±2度。在0秒时以角速度10度/秒运动2秒，在2秒时角速度以-10度/秒运动4秒。下面是6s到10s的放大图。真实角度（蓝色）为-21度，陀螺仪积分角度（紫色）漂移了2度左右，加速度计计算角度（绿）噪声为±2度，组合角度（红。青海直销mems芯片质量放心可靠

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    现在我们可以使数以万计的MEMS芯片（有些工艺也会把集成电路芯片放在同一步骤加工）出现在了每一片wafer上面，如下图所示。这种批量生产（batchcess）的过程目前已经全自动化控制，隔离了人为因素，确保了每一个MEMS芯片之间的工艺误差可以得到严格的控制，从而提高了良品率。切片、封装之后，就成为了一个个的MEMS芯片。大部分的MEMS芯片和集成电路芯片是差不多的。纳米技术本身的优势。曾几何时，微米和纳米技术被称为了科技的代言词，但大部分人根本不理解微米和纳米技术是什么。其实对于MEMS传感器来讲，比较大的优势是体积和表面积的比数值小（体积：表面积）。我们都知道体积是跟长度的三次方，而面积是长度的二次方。所以把一个MEMS器件等比例缩小的结果就是体积：表面积会缩小，这样会使得MEMS器件的信噪比增加（也就是有好处）。专业mems芯片规格齐全

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