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PID算法控制三个参数的重点解释

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发表于 2020-1-19 09:22 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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PID算法控制( P. R7 h( C& @( _1 |5 O- `
从网上找的PID讲解, 感觉还不错,是基于电机的PID 控制讲的:
3 v) |) `- X" i3 }0 G; w: XPID算法原理及调整规律
2 g2 I, W8 _) V. W# _' G3 [+ r, Z* y-、 PID算法简介  d+ _% ^7 ^$ [7 m% ]1 X5 b/ ]$ b
首先必须明确PID 算法是基于反馈的。
  d' P/ U& _8 H+ A! ]一般情况下, 这个反馈就是速度传感器返回给单片机1 H! X8 N& P0 C; h
当前电机的转速。简单的说,就是用这个反馈跟预设值进行比较,
- y$ ~# x9 J) ~$ I如果转速偏大,就减小电
& Z. V. `! s" T- v机两端的电压:相反,则增加电机两端的电压。: L& r. ]' g" S* n6 K4 X/ K
顾名思义,P指是比例( Proporion ),I指是积分( Integral ), D指微分( ifernial ).
4 a( u, x; T, r; c) _$ H在电机调速系统中,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(# p% y. r3 ~7 I+ }
PID算法时,误差
( Z0 ^" r, V  O1 Y+ |1 @8 X. ~) M=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大.要想搞懂
! c7 _3 T5 n; ~, D( e! h2 fPID算法的原理,首先必须先/ C! v5 a* {' t; q# C3 i
明白RI.D 各自的含义及控制规律:9 ?, _+ a" U' Q- z4 g0 d
2比例P:比例项部分其实就是对预设值和反馈值差值的发大倍数。举个例子,假如原来
5 i* v( g( @% Z' z电机两端的电压为UO, 比例P为0.2,输入值是800, 而反馈值是1000, 那么输出到电机两' V+ _% H2 Y. K/ y; z
端的电压应变为U0+0.2* ( 800-1000).从而达到了调节速度的目的。显然比例
8 R0 G' Z. O: r" U3 eP越大时,电5 k1 j1 g2 V, O' `
机转速回归到输入值的速度将更快,及调节灵敏度就越高。
  b: H+ L) F7 H" N' l- x7 @从而,加大P值,可以减少从非
0 B# j6 K5 `  l0 a' ]稳态到稳态的时间。但是同时 也可能造成电机转速在预设值附近振荡的情形,
# Y1 p- l) G& D所以又引入积( r- V. F' g/ m
分1解决此问题。.
' s. h% R) \  n! T2积分 l: 顾名思义,积分项部分其实就是对预设值和反馈值之间的差值在时间上进行累! Q4 O% e! d, l: y2 `6 }& G0 S
加。当差值不是很大时,: g2 s% l0 X. U. @  F1 p! F0 l$ X
为了不引起振荡。可以先让电机按原转速继续运行。当时要将这个4 w' m" U3 s* t, L( }
差值用积分项累加。当这个和 累加到- -定值时,
5 N; j2 n( F  Z0 O% ]5 Y7 x再一次性进行处理。从而避免 了振荡现象的
0 @/ M3 F- V1 w2 o发生。可见,积分项的调节存在明显的滞后。而且.
7 Q5 K# s: }7 A6 p7 WI值越大,滞后效果越明显。
) U2 w8 V$ q/ ?3 P, c0 j  m+ f# r2微分 D:微分项部分其实就是求电机转速的变化率。也就是前后两次差值的差而已.也6 J! V, ?) s! Q0 N4 r
就是说,微分项是 根据差值变化的速率,% ^& B/ |5 w2 o
提前给出- -个相应的调节动作。% p$ v! j: p" A& S+ J$ c" T: N2 Q! u
可见微分项的调节4 V; A8 B# I8 |; o
是超前的。并且D 值越大,超前作用越明显。可以在一定程度上缓冲振荡。比例项的作用) d6 [' d3 X+ Q' ]
仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”, 它能预测误差变化的趋势,这样,
9 l3 K9 @: U, z1 W具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避1 S( Y1 u/ @$ o: H
免了被控量的严重超调。  S- N6 @. ~: u$ X1 Z! R
二、参数调整一般规则3 a- E: M# u: P8 X3 P
由各个参数的控制规律可知,比例$ J& Q+ M5 T& V! y
P使反应变快,微分D 使反应提前,积分1 使反应滞后。
- C( t4 k3 s  x( d在一-定范围内,P, D值越大,调节的效果越好。各个参数的调节原则如下:' _5 y6 e. i4 i" N
PID调试一般原则
8 y# H+ q, B* }; c  c3 n: n  Z) w1 I0 A在输出不振荡时,增大比例增盛) L. L2 x! S! ^/ X) |8 Y$ q
在输出不振荡时,减小积分时间常数6 K& m6 O8 D% t8 z
Ti.5 G9 i, D8 K5 v3 v& v* F0 x; M
输出不振荡时,增大微分时间常数2 g: K" c# S1 ~( `" v3 @1 v3 m
Td.
; t+ x1 b% b: L  U
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( T1 \7 u7 L+ a! E

7 [. p: A$ U7 o

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发表于 2020-1-19 16:56 | 只看该作者
PID算法控制 从网上找的PID讲解, 感觉还不错,是基于电机的PID 控制讲的:
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