PID的講解及例程

ID:222908 · 發(fā)表于 2017-8-4 08:37

供大家學(xué)習(xí)借鑒內(nèi)含PID的講解及例程

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看看我以前回答過的一個問題，或許有幫助。
所謂PID指的是Proportion-Integral-Differential。翻譯成中文是比例-積分-微分。
記住兩句話：
1、PID是經(jīng)典控制（使用年代久遠(yuǎn)）
2、PID是誤差控制（）
對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制還要：
1、變頻器-作為電機(jī)驅(qū)動；2、差動變壓器-作為輸出反饋。
PID怎么對誤差控制，聽我細(xì)細(xì)道來：
所謂“誤差”就是命令與輸出的差值。比如你希望控制電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)（“命令電壓”=6V），而事實上控制電機(jī)轉(zhuǎn)速只有1000轉(zhuǎn)（“輸出電壓”=4V），則誤差: e=500轉(zhuǎn)（對應(yīng)電壓2V）。如果電機(jī)實際轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)，則誤差e=-500轉(zhuǎn)（注意正負(fù)號）。
該誤差值送到PID控制器，作為PID控制器的輸入。PID控制器的輸出為：誤差乘比例系數(shù)Kp+Ki*誤差積分+Kd*誤差微分。
Kp*e + Ki*∫edt + Kd*（de/dt）（式中的t為時間，即對時間積分、微分）
上式為三項求和（希望你能看懂），PID結(jié)果后送入電機(jī)變頻器或驅(qū)動器。
從上式看出，如果沒有誤差，即e=0，則Kp*e=0；Kd*（de/dt）=0；而Ki*∫edt 不一定為0。三項之和不一定為0。
總之，如果“誤差”存在，PID就會對變頻器作調(diào)整，直到誤差=0。
評價一個控制系統(tǒng)是否優(yōu)越，有三個指標(biāo)：快、穩(wěn)、準(zhǔn)。
所謂快，就是要使壓力能快速地達(dá)到“命令值”（不知道你的系統(tǒng)要求多少時間）
所謂穩(wěn)，就是要壓力穩(wěn)定不波動或波動量�。ú恢滥愕南到y(tǒng)允許多大波動）
所謂準(zhǔn)，就是要求“命令值”與“輸出值”之間的誤差e�。ú恢滥愕南到y(tǒng)允許多大誤差）
對于你的系統(tǒng)來說，要求“快”的話，可以增大Kp、Ki值
要求“準(zhǔn)”的話，可以增大Ki值
要求“穩(wěn)”的話，可以增大Kd值,可以減少壓力波動
仔細(xì)分析可以得知：這三個指標(biāo)是相互矛盾的。
如果太“快”，可能導(dǎo)致不“穩(wěn)”；
如果太“穩(wěn)”，可能導(dǎo)致不“快”；
只要系統(tǒng)穩(wěn)定且存在積分Ki，該系統(tǒng)在靜態(tài)是沒有誤差的（會存在動態(tài)誤差）；
所謂動態(tài)誤差，指當(dāng)“命令值”不為恒值時，“輸出值”跟不上“命令值”而存在的誤差。不管是誰設(shè)計的、再好的系統(tǒng)都存在動態(tài)誤差，動態(tài)誤差體現(xiàn)的是系統(tǒng)的跟蹤特性，比如說，有的音響功放對高頻聲音不敏感，就說明功放跟蹤性能不好。
調(diào)整PID參數(shù)有兩種方法：1、仿真法；2、“試湊法”
仿真法我想你是不會的，介紹一下“試湊法”
“試湊法”設(shè)置PID參數(shù)的建議步驟：
1、把Ki與Kd設(shè)為0，不要積分與微分；
2、把Kp值從0開始慢慢增大，觀察壓力的反應(yīng)速度是否在你的要求內(nèi)；
3、當(dāng)壓力的反應(yīng)速度達(dá)到你的要求，停止增大Kp值；
4、在該Kp值的基礎(chǔ)上減少10%；
5、把Ki值從0開始慢慢增大；
6、當(dāng)壓力開始波動，停止增大Ki值；
7、在該Ki值的基礎(chǔ)上減少10%；
8、把Kd值從0開始慢慢增大，觀察壓力的反應(yīng)速度是否在你的要求內(nèi)

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