Proportion Integration Differentiation

原创于 2022-01-15 18:34:10 发布 · 414 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文为博主总结文章，欢迎转载

文章标签：

#PID模糊控制

STM32 专栏收录该内容

9 篇文章

订阅专栏

本文介绍了PID控制器的基本概念，包括比例、积分、微分的作用及其参数整定方法，并提供了增量式与位置式的PID控制算法实现。

PID的概念

Proportion(比例)——对输入偏差乘以一个常数
P的作用是以最快的速度达到目标值
Integral (积分)——对输入偏差进行积分运算
I是使误差为0而起调和作用
Derivative(微分)——对输入偏差进行微分运算
D是加快调节过程的作用

PID的分类

增量式
增量式的位置输出并不是绝对数值，而是一个△，代表增多少，减多少。
位置式
位置式PID的输出与过去的所有状态有关，计算时要对e(每一次的控制误差)进行累加。

PID参数的整定

经验试凑口诀：
参数整定找最佳，从小到大顺序查。
先是比例后积分，最后再把微分加。
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大。
曲线漂浮绕大弯，比例度盘往小扳。
曲线偏离回复慢，积分时间往下降。
曲线波动周期长，积分时间再加长。
曲线振荡频率快，先把微分降下来。
动差大来波动慢，微分时间应加长。
理想曲线两个波，前高后低四比一。
一看二调多分析，调节质量不会低。

Note：PID控制并不一定要三者都出现，也可以只是PI、PD控制，关键决定于控制的对象。

代码中理解PID

定义PID结构体并进行初始化

extern PID_Type PID_steer;	//全局
typedef struct
{
	float Kp;
	float Ki;
	float Kd;
	float dst;		//目标控制位置
	float cur;		//当前控制位置
	float error_k;	//当前误差
	float error_k1;	//前一次控制误差
	float error_i;	//误差积分
	float error_k2;	//前前次控制误差（只适用于增量式PID）
}PID_Type;

PID_Type PID_steer;	//声明
void PID_INIT(PID_Type* p,float Kp,float Ki,float Kd)
{
	p->Kp = Kp;
	p->Ki = Ki;
	p->Kd = Kd;
	
	p->cur = 0;
	p->dst = 0;
	p->error_k = 0;
	p->error_k1 = 0;
	p->error_k2 = 0;
}

增量式

float PID_Increment_CALC(PID_Type* p)
{
	float pid_real;
	p->error_k = p->dst - p->cur;			//当前误差																			
	pid_real = p->Kp*(p->error_k-p->error_k1) + p->Ki*p->error_k + p->Kd*(p->error_k-2*p->error_k1+p->error_k2); 
	p->error_k2 = p->error_k1;			  //前前次无控制误差																					
	p->error_k1 = p->error_k;
	return pid_real;
}

位置式

float PID_Position_CALC(PID_Type* p)
{
	float pid_real;
	p->error_k = p->dst - p->cur;											//calculate the error of dest and current
	p->error_i += p->error_k;
	pid_real = p->Kp*p->error_k + p->Ki*p->error_i + p->Kd*(p->error_k-p->error_k1);
	p->error_k1 = p->error_k;
	return pid_real;
}