標(biāo)題: 零基礎(chǔ)制作平衡小車【連載】5---位式控制理論 [打印本頁(yè)]

作者: 自動(dòng)化工程師    時(shí)間: 2020-12-1 15:31
標(biāo)題: 零基礎(chǔ)制作平衡小車【連載】5---位式控制理論

電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)截止到上一章節(jié)已經(jīng)完成了,從pwm的輸出,到編碼器的采集,代碼的實(shí)現(xiàn)已全部完成。但是光有這些很明顯不夠呀,接下來(lái)就開始進(jìn)入到PID的學(xué)習(xí)了。

要想學(xué)會(huì)PID,不得不先學(xué)習(xí)一下簡(jiǎn)單的位式控制理論。

什么是位式控制?

位式控制又稱通斷式控制,是將測(cè)量值與設(shè)定值相比較之差值經(jīng)放大處理后,對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象作開或關(guān)控制的調(diào)節(jié)。

看定義不太好理解,下面我們就舉個(gè)栗子。

假設(shè)我們現(xiàn)在在開車,切記該車非彼車。我們想讓車速維持在100,如果要是用位式控制理論的思想來(lái)開車,是這樣開的:
當(dāng)我看到表盤車速表指針小于100時(shí),我就一直踩著油門加速;只有當(dāng)轉(zhuǎn)速大于或等于100時(shí),我才松開油門。

這樣開車造成的現(xiàn)象,當(dāng)車速小于100時(shí),我們一直加速,當(dāng)車速等于100時(shí),我們松油門,但是此時(shí)車由于慣性,不會(huì)將速度保持在100,而是在大于100的某個(gè)值才開始降速。假設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)速到達(dá)了101,我們不加油了,讓車輛滑行。當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)?01降到小于100時(shí),假設(shè)99.9999的時(shí)候我們開始加速,此時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩?zé)o法讓車維持在100,總體還處于減速狀態(tài),那么車速會(huì)從我們加速時(shí)直接往上加嗎(從99.9999往上加)?那肯定是不會(huì)的,車肯定是先降速,降到某種程度,比如99,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩得以維持車輛加速時(shí),才會(huì)往上加速,以此循環(huán)。這樣就會(huì)造成車速無(wú)法維持在100,要么比100小,要么比100大。

想想你要是這樣開車,會(huì)有美女愿意做你的車嗎?答案是肯定沒有。

位式控制的特點(diǎn)

對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行分析,能總結(jié)出位式控制開車法會(huì)造成以下特點(diǎn):
1.沒有美女愿意坐你的車
2.車速要么大于100,要么小于100(會(huì)產(chǎn)生震蕩)
3.無(wú)法保持車速為100(達(dá)到設(shè)定值后不能保持)

PID算法的引入

為了解決位式開車法的不足之處,我們就引入PID開車法。

PID開車法最大的特點(diǎn)就是加入了預(yù)判。為了能讓副駕駛坐上人,我們不在像位式開車那樣魯莽,我們?cè)趯⒁_(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí),提前松油門,但是不是全松開,慢慢松。當(dāng)超過(guò)目標(biāo)值時(shí),我們輕踩剎車,將轉(zhuǎn)速維持在目標(biāo)值。當(dāng)然實(shí)際情況中可能不會(huì)這樣開車,這里只是舉個(gè)簡(jiǎn)單例子讓大家明白位式控制和PID控制的基本思想和差別。

順便推薦一個(gè)PID視頻,該視頻我已經(jīng)在B站上傳了,視頻內(nèi)容從簡(jiǎn)到難,一步一步推理出PID的公式,講的很不錯(cuò),歡迎大家去B站觀看。后面我會(huì)跟著該視頻學(xué)習(xí),并在這里寫出我的學(xué)習(xí)心得。歡迎交流。
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作者: Highnose    時(shí)間: 2020-12-18 22:15
嗯,形象,頂了
作者: Hooligian    時(shí)間: 2020-12-21 15:57
謝謝樓主的資料,目前正在開始學(xué)習(xí)32也打算用32的程序做一個(gè)小車。
作者: 勿忘我123    時(shí)間: 2020-12-22 11:13
云盤鏈接也沒有了
作者: ccczx    時(shí)間: 2020-12-24 17:06
云盤鏈接恢復(fù)一下,謝謝




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