为什么要写博客

写博客这件事情给我最大的体会就是,一件事情如果你能够坚持做8年,那么不管效率和频率多低,最终总能取得一些很可观的收益。而另一个体会就是,一件事情只要你坚持得足够久,“坚持”就会慢慢变成“习惯”。原本需要费力去驱动的事情便成了家常便饭,云淡风轻。 --刘未鹏

毫无疑问,写博客是一件很费时间的工作,因此应该尽量的利用其长处。

原则:

只针对一些重要的专题写Blog。

【顶级EI完美复现】电力系统碳排放流的计算方法【IEEE 14节点】(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了名为《【顶级EI完美复现】电力系统碳排放流的计算方法【IEEE 14节点】(Matlab代码实现)》的技术文档,核心内容是基于IEEE 14节点电力系统模型,利用Matlab实现碳排放流的精确计算方法。该方法通过建立电力系统中各节点的功率流动与碳排放之间的映射关系,实现对电能传输过程中碳足迹的追踪与量化分析,属于电力系统低碳调度与碳流管理领域的关键技术。文中强调“顶级EI完美复现”,表明其算法和仿真结果具有较高的学术严谨性和可重复性,适用于科研验证与教学演示。; 适合人群:电力系统、能源与动力工程、电气工程及其自动化等相关专业的研究生、科研人员以及从事电力系统低碳化、碳排放核算工作的技术人员。; 使用场景及目标:①用于电力系统碳排放流理论的学习与仿真验证;②支撑含新能源接入的电力系统低碳调度、碳交易、绿色电力溯源等课题的研究;③为撰高水平学术论文(如EI/SCI期刊)提供可靠的代码基础和技术参考。; 阅读建议:读者应具备电力系统分析、Matlab编程的基础知识,建议结合电力系统潮流计算、节点导纳矩阵等前置知识进行学习,并通过调整系统参数和运行方式,深入理解碳排放流的分布规律与影响因素。
<think>首先,用户的问题是:“我想了解串级PID在提供的代码中如此编的原因 请问串级PID在以下代码中如此编的原因:[给出的代码片段]” 但用户没有提供具体的代码片段。在系统指令中,我需要引用相关内容,并生成相关问题。回顾用户消息的最后部分,用户说“在以下代码中如此编的原因:[给出的代码片段]”,但代码片段没有给出。查看上下文,可能的代码引用在引用[4]中,那里有一个函数定义。 引用[4]是:“串级PID算法。(二)PID结构体变量的参数设置函数 //设置PID结构体的初始化参数 void Set_PID_para(float kp,float ki,float kd,PID_StructureDef *PID_Structure) { PID_Structure->kp=kp; PID_Structure->ki=ki; PID_Structure->kd=kd; }” 用户可能在询问这个代码的原因。用户的问题焦点是“串级PID在提供的代码中如此编的原因”,所以我应该基于这个代码片段来解释。 现在,系统指令要求: - 使用中文回答 - 结构清晰,逐步解决问题 - 行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$并单独成段 - LaTeX语法正确 - 生成相关问题 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1] 用户引用了多个来源:[^1], [^2], [^3], [^4], [^5]。我需要参考这些来构建回答。 关键点: - 串级PID涉及内环和外环控制器。 - 引用[3]解释了为什么串级PID通常使用P-PID而不是PID-PID:微分项会放大高频噪声,积分项会增加滞后。 - 提供的代码[引用[4]]是设置PID参数的一个函数,它没有显示完整的串级PID实现,只是一个辅助函数。 用户可能误解了代码;这个代码不是完整的串级PID代码,而是参数设置函数。所以,我需要解释串级PID的一般原因,并基于代码推断。 完整的回答结构: 1. **理解问题**:解释串级PID的概念。 2. **分析代码**:解释为什么代码这样(参数设置函数)。 3. **深入串级PID原因**:结合引用[3],解释为什么串级PID常见P-PID结构。 4. **生成相关问题**。 逐步回答: - **第一步:介绍串级PID** 串级PID控制系统通常包含一个内环控制器和一个外环控制器。内环快速响应系统内部变化,外环处理外部参考和干扰。 引用[1]:串级PID。其实很多时候,PID只是底层,称之为内环PID,通过它可以先稳定某个系统,优化动态特性,然后在外层嵌套其他算法,当然,外面有好几层PID的控制系统是也很常见的。[^1] - **第二步:解释提供的代码** 用户提供的代码是设置PID参数的函数。这只是串级PID实现的一部分,用于初始化或更新PID控制器的参数。 void Set_PID_para(float kp,float ki,float kd,PID_StructureDef *PID_Structure) { ... } 这样便于管理PID参数,将比例、积分、微分系数封装在结构体中。[^4] - **第三步:为什么串级PID使用P-PID?** 引用[3]给出原因:微分项会放大高频噪声,积分项会导致滞后。在串级结构中,内环通常只用比例(P)以减少噪声放大和滞后。 Q:为何串级PID使用的是P-PID而不是PID-PID? A:...微分项的引入会增加系统高频段的幅值,这会放大输入信号中的高频噪声...两个微分项串联更会加剧这一影响...控制器的滞后主要来源于积分项,两个积分项串联更会加剧滞后。[^3] 数学上,PID控制器的传递函数为: $$ C(s) = K_p + \frac{K_i}{s} + K_d s $$ 在串级系统中,内环用P控制器简化: $$ C_{inner}(s) = K_p $$ 这样可以改善整体性能。 - **第四步:总结代码编原因** 代码中这样编是为了模块化和可维护性。通过结构体存储参数,函数设置它们,便于在串级PID中使用多个PID控制器实例。 - **第五步:生成相关问题** 基于指令:"生成相关问题" 例如: 1. 如何在实际系统中实现串级PID控制器? 2. 串级PID参数调优的方法有哪些? 3. 串级PID在机器人控制中的应用是什么? 确保回答真实可靠,参考引用。 最终回答格式: - 用中文 - 清晰的段落 - 引用标识 - 相关问题在最后以"§§相关问题§§"开头 </think>### 串级PID在代码中如此编的原因分析 用户提供的代码片段来自引用[4],该代码展示了一个设置PID参数的函数实现。我将逐步解释这段代码的编原因,并结合串级PID(内环和外环控制器组成的级联系统)的背景进行说明。串级PID控制系统通常包含一个内环控制器(如比例控制器)和一个外环控制器(如完整的PID控制器),以改善系统响应速度和稳定性[^1][^5]。以下分析基于引用内容,确保结构清晰、逻辑严谨。 #### 1. **代码片段的含义和目的** 提供的代码是一个参数设置函数,用于初始化或更新PID控制器的比例系数($K_p$)、积分系数($K_i$)和微分系数($K_d$)。代码如下: ```c void Set_PID_para(float kp, float ki, float kd, PID_StructureDef *PID_Structure) { PID_Structure->kp = kp; PID_Structure->ki = ki; PID_Structure->kd = kd; } ``` - **编原因**: - **模块化和可维护性**:在串级PID系统中,通常需要多个PID控制器实例(如内环和外环控制器)。通过封装参数到结构体`PID_StructureDef`中(例如存储$K_p, K_i, K_d$),该函数允许开发者统一管理参数设置,避免代码冗余。例如,在串级结构中,可能有一个内环P控制器和一个外环PID控制器,每个都需要独立的参数配置[^1][^4]。函数式实现便于在运行时动态调整参数,适应不同控制场景。 - **简化串级实现**:串级PID涉及嵌套控制,内环控制器(通常是比例控制器,以减少噪声和滞后问题)和外环控制器(完整PID)需要协同工作。该函数提供了一种标准化的方式来初始化控制器参数,确保了内环和外环的参数独立可调,从而优化系统动态响应[^3][^5]。 这里的代码体现了软件工程的最佳实践:将控制逻辑与参数管理分离。这在串级PID系统中尤为重要,因为复杂的级联结构容易因参数耦合导致性能下降。 #### 2. **串级PID结构对代码设计的影响** 串级PID系统通常采用“P-PID”结构(即内环为比例控制器,外环为完整的PID控制器),而非“PID-PID”。引用[3]详细解释了原因: - **微分项的噪声放大问题**:微分项($K_d$)在频域会放大高频噪声,如果内环和外环都包含微分项,噪声放大效应会加剧,降低控制精度。数学上,两个微分环节串联的传递函数为: $$ C_{total}(s) = C_{inner}(s) \cdot C_{outer}(s) = (K_{p1} + \frac{K_{i1}}{s} + K_{d1}s) \cdot (K_{p2} + \frac{K_{i2}}{s} + K_{d2}s) $$ 其中,高阶导数项(如$s^2$导数)会显著增加高频增益,放大噪声[^3]。 - **积分项的滞后问题**:积分项($K_i$)引入相位滞后,两个积分环节串联会加剧系统响应滞后,导致超调或振荡。因此,内环常简化为比例控制器(P),以最小化噪声和滞后影响[^3]。 在代码中,参数设置函数(`Set_PID_para`)的设计支持这种“P-PID”结构: - 开发者可以为内环控制器仅设置$K_p$(`ki`和`kd`设为0),而外环控制器设置完整的$K_p, K_i, K_d$。函数通过结构体指针`*PID_Structure`实现了参数的独立存储,确保内环和外环参数互不干扰[^4]。 - 例如,在机器人控制中,内环可能处理电机速度(使用P控制器),外环处理位置跟踪(使用PID控制器),该函数简化了参数配置过程[^5]。 总之,代码这样编是为了适配串级PID的架构特性:减少不必要的微分和积分环节,提升系统鲁棒性,同时通过模块化设计简化开发和调试。 #### 3. **实际应用中的优势** 在串级PID系统中,类似代码片段便于实现参数整定和实时调整。引用[2]提到,理解串级PID需要结合框图分析,例如通过B站视频或博客学习[^2]。代码结构化的好处包括: - **易于调优**:串级PID的参数调优(如内环$K_p$和外环$K_p, K_i, K_d$)是关键挑战。该函数允许快速修改参数值,支持实验性优化(例如通过增量式调参)。 - **兼容性和扩展性**:结构体定义可扩展为多级串级系统(如三层PID),满足复杂控制需求[^1][^5]。 通过以上分析,代码的编方式直接服务于串级PID的性能优化和实际部署需求。如需完整串级PID实现示例,建议参考引用[2]中的资料链接。
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