直立平衡车PID控制策略以及数据平滑算法

在某些场合下，如果我们把一个突变的数据直接加到一个已经稳定的系统中，那么这个系统可能会很难再次达到稳定，这个时候就需要对突变的数据进行平滑处理，逐渐的加大。可能这样说不太容易理解，举个例子，最近在做一个机器人项目，机器人的行动靠的是一个大型的两轮平衡车，平衡车调试时，在直立环稳定后需要增加速度环对其行走速度进行控制，关于直立环和速度环，目前我所了解的就是三种结合方式：

第一：采用双闭环控制策略，内环为速度环，外环为直立环。这种方法没试过，据说是平稳行进没问题，但是抗干扰能力太差。反正我是不怎么认同这种控制策略。
第二：仍然采用双闭环控制策略，内环为直立环，外环为速度环。个人感觉这种方案还是可以一试的，首先在直立环调好以后，改变一个给定的角度，平衡车为了达到给定的角度，由于 PID 调节的作用，必然会打破当前的机械平衡状态，当达到给定角度时，由于车体的重心变了，由于惯性，平衡车必然向一个方向行进，至于行进的速度就得看我们给定角度的大小了。知道了这一
点，将外环速度环的输出作为直立环的给定，然后在速度环上给定一个速度，然后通过速度 PID 调节和直立 PID 调节最终控制小车前进。
第三，采用平衡控制策略。即将直立环的 PID 输出与速度环的 PID 输出求和作为最终的 PWM 输出，这种方案也可行，大部分做平衡车的人也在使用。不过之前看过一个文档，里面说使用这种策略实际上就是第二种串级 PID 的拆解，他将串级 PID 拆解成了一个负反馈的直立环，一个正反馈的速度环。我也没试过，不过经过推导，理论上说的过去。

扯远了，再回到数据平滑，当平衡车直立环调好以后，无论使用哪种策略，接下来都是增加速度环，而速度环的输出如果不够平滑，那么直接加在直立环上会对其造成影响，平滑方法就是将输出值分成若干份，每次在上次一的基础上增加一点点，这样输出就会平滑很多。不多说，直接上算法：
void SpeedControlOutput(void) //速度