基于Matlab的Lsqnonlin和Arduino硬件在环

我在Matlab上使用函数“lsqnonlin”时遇到一些问题。我试图通过使用这个函数来优化Arduino内部的PID控制器，该函数将PID的系数（Kp，Ki，Kd）作为决策变量，目标函数是最小化响应减去参考值的最小平方差

此链接更好地解释了我正在做的事情：

这个例子和我的问题之间的区别在于，我想执行一种半实物仿真，用我设计的实际系统取代Simulink执行的仿真，在该系统上，与Arduino接口的传感器通过串行通信向Matlab提供响应“yout”

问题是Matlab上的算法改变变量（Kp，Ki，Kd）的步长非常小（10^-8或类似的值），因此我看不到实际响应的任何变化。经过几次迭代后，算法停止说：“lsqnonlin停止，因为当前步长小于 步长公差的选定值”

我不明白为什么台阶这么小，为什么会停下来。我的代码如下

pid0 = [10 0 0]; %inizialization of PID parameters
options = optimset('LargeScale','off','Display','iter',...
       'TolX',0.001,'TolFun',0.001);
pid = lsqnonlin(@trackpid, pid0, [0 0 0], [], options) 
Kp = pid(1); Ki = pid(2); Kd = pid(3); 

trackpid功能是：

function F = trackpid(pid)

% Serial communication
s = serial('/dev/cu.usbmodemFD131');
set(s,'BaudRate', 9600);
set(s,'DataBits', 8);
set(s,'StopBits', 1);

% Global Variables
numberOfDatas = 700;
Kp = pid(1)
Ki = pid(2)
Kd = pid(3)
i = 1; 

fopen(s); 

pause(1.7); %i need to wait 1.7s in order to read the values

%Send to Arduino the PID coefficients
fprintf(s,num2str(Kp));
fprintf(s,num2str(Ki));
fprintf(s,num2str(Kd));

while (fscanf(s,'%c') ~= 't') %Wait for Arduino to start the simulation
end

%Scan
while(i <= numberOfDatas) 
    yout(i) = fscanf(s,'%f');
    i = i + 1;
end

fclose(s); 

yout

F = yout - 21; %evaluate the difference between the response and the reference

函数F=trackpid（pid）
%串行通信
s=串行（'/dev/cu.usbmodemFD131'）；
设置“波特率”，9600；
集（s，'DataBits'，8）；
设置（s，'停止位'，1）；
%全局变量
numberOfDatas=700；
Kp=pid（1）
Ki=pid（2）
Kd=pid（3）
i=1；
福彭(s)；
暂停（1.7）；%我需要等待1.7秒才能读取值
%将PID系数发送给Arduino
fprintf（s，num2str（Kp））；
fprintf（s，num2str（Ki））；
fprintf（s，num2str（Kd））；
而（fscanf（s，'%c'）~='t'）%等待Arduino启动模拟
结束
%扫描
而