标题：基于多级PID算法的气垫悬浮车控制系统设计
作者：马千里 胡乃瑞 徐佳雨
作者单位：沈阳航空航天大学电子信息工程学院，辽宁 沈阳 110135
关键字：气垫悬浮车；多级PID；低摩擦环境；控制优化；动态响应
摘要：针对气垫悬浮车在冰面等低摩擦环境下控制难度大、响应慢的问题，提出了一种基于多级PID的优化控制策略。传统PID控制算法存在响应滞后、跟踪偏差大等问题，难以实现高精度、快响应的要求。为了提高气垫悬浮车的运动性能，将位置（角度）PID与角速度PID串联应用，通过多级PID策略实现对气垫悬浮车的的速度、位置、姿态的精准调节。硬件方面采用CH32V307高性能处理器搭配传感器以及控制单元，确保车模在复杂环境下的响应速度。同时对气垫悬浮车模型进行运动学建模与分析，针对性地设计出控制算法。通过静态、动态与抗干扰性能测试，验证了算法的有效性。结果表明，所提出的多级PID控制算法可以显著提高气垫悬浮车系统在冰面等低摩擦环境下的动态响应速度、轨迹跟踪精度和抗干扰能力。在不同测试条件下，车模的响应时间和稳定性都优于传统PID控制。该研究为冰面运输与极地救援提供了可靠的技术支持，同时为气垫悬浮技术的智能控制提供了新的思路与方法。