PID算法设计思想

最新推荐文章于 2024-05-31 09:00:00 发布

原创

最新推荐文章于 2024-05-31 09:00:00 发布 · 607 阅读

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本文介绍了PID算法在STM32中的应用，详细阐述了如何确定比例环节参数P、积分环节时间增益Ti以及微分时间的设定。通过逐步调整比例、积分和微分环节，以实现系统的稳定控制。

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一、STM32与PID算法

1、算法原则

a. 在输出不振荡的前提下，增大比例环节P。（比例环节是为了快速达到所需要的设定目标。）

b. 在输出不振荡的前提下，减小积分时间常数Ti。（积分环节是描述振荡环节的，没有振荡环节，则积分环节较小。）

c. 在输出不振荡前提下，增大微分环节（微分环节主要是系统输入函数的导数，增大微分环节，有利于提高调节时间，微分环节时间越长，系统的调节时间越长，系统调节起来就越缓慢，系统的调节性能就越差，当然，我们要控制的每一个系统是以最后趋于稳定可控为前提条件的，系统发散是没有实际的控制意义的。）

二、算法详解

PID控制主要可分为三个部分：

a. PID
b. PI
c. PD
a. 确定比例环节参数P
在确定比例环节P参数时，首先不考虑积分环节和微分环节，输入设定为系统允许的最大值的60%_{70%，有0逐渐加大比例环节P,直至系统出现振荡，振荡环节产生，然后，系统进入比例环节和振荡环节两部分，这时我们需要确定比例环节，此时，开始减小比例环节，以减小振荡环节，直至振荡环节减小到0，这样就确定了比例环节的系数P，设定PID的比例增益为当前值的0.6}0.7,比例环节确定。(注意：PID系统调节都是针对反馈系统而言的，当P的比例增益很大（0.6~0.7），反馈很小时（0），有振荡环节产生，当P的增益值很小（纯比例环节）,系统根本不可能靠近预设值，确定的这个比例增益，是为了控制这个比例环节的时间)
简单的来说：P=Pi*(1+P ) (这儿的Pi为确定的比例系数，***P***为比例增益)
比例环节就是确定一个合适的系数使得系统尽快趋于稳定。（可以认为是通过改变系数减小达到稳定所需的时间）

b. 确定积分环节的时间增益Ti
当比例环节的系数确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti，减小Ti,直至出现振荡环节，然后逐渐加大Ti，使得振荡环节小时，记录此时的Ti（振荡环节就相当于一个波动环节，在稳定周围上下波动，这儿有个减小时间常数所产生的振荡