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PID算法入门(一)_他日仙界再相逢,一声道友尽沧桑

未知 2971

1.简介

PID是Proportional(比例), Integral(积分), Differential(微分)的首字母缩写,他是一种结合比例,积分,微分三个环节于一体的闭环控制算法.

2.PID各环节 2.1比例环节

成比例地反应控制系统的偏差信号,即输出u与输入偏差e成正比,可以用来减小系统的偏差

u = Kp * e(u:输出,e:偏差值,Kp:比例系数)

Kp越大,系统响应越快,越快达到目标值

Kp过大使系统产生较大的超调和震荡,系统稳定性变差

仅有比例环节无法消除静态误差

静态误差:系统控制过程趋于稳定时,目标值和实测值之间的偏差,由于输出u被外部影响抵消掉了.?

2.2积分环节

对于输入偏差e进行积分,只要存在偏差,积分环节就会不断的起作用,主要用于消除静态误差

u=Kp*e+Ki*∑e(u:输出,e:偏差,Kp比例系数,Ki:积分系数)

Ki越大,消除静态误差的时间越短,越快到达目标值.

Ki过大,会使系统产生较大的超调和震荡,导致系统的稳定性变差

对于惯性较大的系统,积分环节动态响应较差,容易产生超调,震荡?

2.3微分环节

?反应偏差量的变化趋势,根据偏差的变化量提前做出相应的控制,减小超调,克服震荡.

2.3.1位置式PID公式

Kd或者变化确实越大,微分作用越强,对超调和震荡的抑制作用越强

Kd过大会引起系统不稳定,容易引入高频噪音

2.3.2增量式PID公式

通过位置式PID公式,把k = k - 1代入位置式PID公式,得:

将两个位置式相减Uk - Uk-1得到增量式PID公式:

?

?


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