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075、位置控制：高度PID与气压计融合

从一次炸机说起

去年夏天，我在调试一架四轴植保机。气压计高度在悬停时跳变±0.8米，PID输出跟着剧烈抖动，电机转速忽高忽低。地面站日志里，高度曲线像心电图——这架飞机在“呼吸”。更糟的是，当飞机从2米爬升到5米时，气压计滞后了将近1.5秒，导致超调后直接撞地。

那次炸机让我明白：单纯靠气压计做高度控制，就像闭着眼睛走钢丝。今天这篇笔记，就聊聊怎么把气压计和PID揉在一起，让飞机“站得稳”。

气压计为什么“不靠谱”

先泼盆冷水。气压计不是为飞控设计的——它原本是气象站用的。几个致命缺陷：

1. 温度漂移：电路板发热会让气压计读数缓慢爬升，你以为是飞机在下降，其实是芯片在发烧
2. 气流扰动：螺旋桨下洗气流打在传感器上，读数瞬间跳变
3. 响应延迟：气压变化到数字输出，通常有50-100ms延迟，加上滤波，延迟能到300ms

我踩过的坑：用二阶低通滤波把气压数据平滑得漂漂亮亮，结果高度响应慢得像老年痴呆。滤波越狠，延迟越大，PID越容易超调。

高度PID的“三环”结构

别被“三环”吓到，其实就是三个PID串起来：

外环：位置环（高度误差 -> 期望速度） 中环：速度环（速度误差 -