PID自動控制

安富萊DSP教程(PID控制):http://forum.armfly.com/forum.php?mod=viewthread&tid=7576&highlight=ControllerFunctions%B5%C4%CA%B9%D3%C3

深入淺出PID控制算法:
https://blog.csdn.net/kilotwo/article/category/7343689

PID形象解釋
這個解釋形象的說明了參數(shù)P翎嫡,I,D的使用扣蜻。(內(nèi)容來自網(wǎng)上)

  • 小明接到這樣一個任務(wù):有一個水缸點漏水(而且漏水的速度還不一定固定不變),要求水面高度維持在某個位置及塘,一旦發(fā)現(xiàn)水面高度低于要求位置莽使,就要往水缸里加水。 小明接到任務(wù)后就一直守在水缸旁邊笙僚,時間長就覺得無聊芳肌,就跑到房里看小說了,每30分鐘來檢查一次水面高度肋层。水漏得太快亿笤,每次小明來檢查時,水都快漏完了栋猖,離要求的高度相差很遠(yuǎn)净薛,小明改為每3分鐘來檢查一次蒲拉,結(jié)果每次來水都沒怎么漏不需要加水肃拜,來得太頻繁做的是無用功。幾次試驗后雌团,確定每10分鐘來檢查一次燃领。這個檢查時間就稱為采樣周期。

  • 開始小明用瓢加水锦援,水龍頭離水缸有十幾米的距離猛蔽,經(jīng)常要跑好幾趟才加夠水,于是小明又改為用桶加,一加就是一桶曼库,跑的次數(shù)少了区岗,加水的速度也快了,但好幾次將缸給加溢出了凉泄,不小心弄濕了幾次鞋躏尉,小明又動腦筋,我不用瓢也不用桶后众,老子用盆胀糜,幾次下來,發(fā)現(xiàn)剛剛好蒂誉,不用跑太多次教藻,也不會讓水溢出。這個加水工具的大小就稱為比例系數(shù)右锨。

  • 小明又發(fā)現(xiàn)水雖然不會加過量溢出了括堤,有時會高過要求位置比較多,還是有打濕鞋的危險绍移。他又想了個辦法悄窃,在水缸上裝一個漏斗,每次加水不直接倒進(jìn)水缸蹂窖,而是倒進(jìn)漏斗讓它慢慢加轧抗。這樣溢出的問題解決了,但加水的速度又慢了瞬测,有時還趕不上漏水的速度横媚。于是他試著變換不同大小口徑的漏斗來控制加水的速度,最后終于找到了滿意的漏斗月趟。漏斗的時間就稱為積分時間 灯蝴。

  • 小明終于喘了一口,但任務(wù)的要求突然嚴(yán)了孝宗,水位控制的及時性要求大大提高穷躁,一旦水位過低,必須立即將水加到要求位置因妇,而且不能高出太多问潭,否則不給工錢。小明又為難了沙峻!于是他又開努腦筋睦授,終于讓它想到一個辦法两芳,常放一盆備用水在旁邊摔寨,一發(fā)現(xiàn)水位低了,不經(jīng)過漏斗就是一盆水下去怖辆,這樣及時性是保證了是复,但水位有時會高多了删顶。他又在要求水面位置上面一點將水鑿一孔,再接一根管子到下面的備用桶里這樣多出的水會從上面的孔里漏出來淑廊。這個水漏出的快慢就稱為微分時間逗余。

積分運(yùn)算表達(dá)式:

在這里插入圖片描述

https://blog.csdn.net/qq_24163555/article/details/83350984

PID的算法表達(dá)式有兩種

pid算法中位置型和增量型有什么區(qū)別:http://www.elecfans.com/dianzichangshi/20171124585738.html

1、位置式PID算法表達(dá)式

在這里插入圖片描述

由于計算機(jī)輸出的Out可直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如閥門)季惩,Out的值和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置(如閥門開度)是一一對應(yīng)的录粱,因此通常稱該公式為位置式PID控制算法。

缺點:每次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)画拾,計算時要對Ek進(jìn)行累加啥繁,計算機(jī)運(yùn)算工作量大。

2青抛、增量式PID算法表達(dá)式

在這里插入圖片描述

執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的是控制量的增量(例如驅(qū)動步進(jìn)電機(jī))時旗闽,數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量,該公式稱為增量式PID控制算法

增量式PID的計算只需要最近3次的偏差(本次偏差蜜另,上次偏差适室,上上次偏差),不需要處理器存儲大量的歷史偏差值举瑰,計算量也相對較少捣辆,容易實現(xiàn)。

區(qū)別:

  • 位置式PID控制的輸出與整個過去的狀態(tài)有關(guān)嘶居,用到了誤差的累加值;而增量式PID的輸出只與當(dāng)前拍和前兩拍的誤差有關(guān)罪帖,因此位置式PID控制的累積誤差相對更大;

  • 增量式PID控制輸出的是控制量增量,并無積分作用邮屁,因此該方法適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶積分部件的對象整袁,如步進(jìn)電機(jī)等,而位置式PID適用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)不帶積分部件的對象佑吝,如電液伺服閥坐昙。

  • 由于增量式PID輸出的是控制量增量,如果計算機(jī)出現(xiàn)故障芋忿,誤動作影響較小炸客,而執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身有記憶功能,可仍保持原位戈钢,不會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作痹仙,而位置式的輸出直接對應(yīng)對象的輸出,因此對系統(tǒng)影響較大殉了。

增量式 PID 算法的 STM32 實現(xiàn)
https://blog.csdn.net/weixin_38663832/article/details/81139187

STM32的PID溫控
https://blog.csdn.net/weixin_42068537/article/details/83684234

STM32的DSP庫中PID的使用介紹
https://blog.csdn.net/zuoyioo7/article/details/80569547

https://www.arduino.cn/thread-15176-1-2.html

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