PID算法

Oct 29, 2015


PID简介

PID控制是目前工程上应用最广的一种控制方法,它的优点在于结构简单,且不依赖被控对象模型,控制所需的信息量也很少,因而非常易于工程实现,同时通过参数的调整也可获得较好的控制效果。 PID的三个参数——P(Proportional,比例)、九九电影网重口味视频I(Integration,积分)、九九电影网重口味视频D(Differentiation,微分)对时域响应的影响:

  • P—将误差信号放大或缩,产生控制作用,以减小误差;
  • I—将误差不断累积,最终实现消除误差;
  • D—获取误差的微分信息,反映偏差的变化趋势(变化率),能在系统产生大的误差变化前产生控制作用,从而加快系统的响应,减小调节时间。

框图如下图所示: pidScheme
PID控制的是误差信号e(t) = r(t)-c(t)。PID控制律写成如下形式: 12


数字形式

在计算机控制系统中采用的是数字PID,因为计算机控制实际上是采样控制,用一系列采样点kT表示连续时间t,用和式代表积分,用增量代替微分。数字PID有两种控制方式:位置式PID控制和增量式PID控制。


  • 位置式PID控制:3
  • 增量式PID控制:4

  • 位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关,用的是误差的累加值;增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关,因此,位置式PID控制的累积误差相对更大。

  • 增量式PID的输出的是控制量增量,并无积分作用,因此,这种方法适用于执行机构带积分部件的对象。如步进电机;而位置式PID适用于执行机构不带积分环节的对象,如电液伺服阀。

  • 增量式PID输出的是控制量增量,若计算机出现故障,误动作影响较,而执行机构本身有记忆功能,可仍保持原位,不会严重影响系统的工作,而位置式的输出直接对应对象的输出,因此对系统影响较大。


算法流程

  • 增量式PID算法流程:5

  • 位置式PID算法流程:6