终于把PID的原理搞懂了

PID算法学习
比例-积分-微分控制器
一、位式控制
二、PID控制
sv设定值 /pv当前值

三、PID算法分析
必须对传感器的值进行检测(从被控对象中取值-采样)
1.从开机以来传感器所有采样点的一个数据序列
X1、X2、X3、…Xk-2、Xk-1、Xk
2.分析采样点的数据序列,可以挖掘出3个方向上的信息
①Ek=Sv-Xk
1)Ek >0 当前未达标
2)Ek =0 已经达标
3)Ek <0 当前已经超标
***OUT=Kp•Ek(比例)一般在控制中输出PWM信号,通过调节PWM占空比,从而实现控制。
缺点:当Ek=0时,不会进行控制,因此这也是比例控制的缺点,为了克服这种不良影响,可以在比例控制中加入一个小的常量OUT0,即使为0,也会有一定的输出,只不过该输出很小,但是有时候也会出现适得其反的效果。
OUT=Kp•Ek+OUT0(常量,比较小。)

②Ek=Sv-Xk
X1、X2、X3、…Xk-2、Xk-1、Xk
在每一时刻都会产生一个误差,将其记录下来即为一个误差序列:
E1、E2、E3…Ek-2、Ek-1、Ek
这些误差中有正有负,大于零说明未达标,小于零即为已达标。
Sk= E1+E2+E3…Ek+Ek-1+Ek
1)Sk>0 过去这段时间,大多数是未达标的。
2)Sk=0过去这段时间,大多数是已达标的(可能性很小)。
3)Sk<0过去这段时间,大多数是已超达标的。
IOUT=Kp•Sk(由于是将历史阶段相加起来的,所以类似积分控制,所以也称为积分控制。)
这个仅仅代表历史这段时间的问题,而当前这段时间却不知道。

③E1、E2、E3…Ek-2、Ek-1、Ek前一个时刻到现在这个时刻之间的差值,最近两次的偏差相减,
Dk=Ek-Ek-1 得到两次变化的偏差
1)Dk>0 后一时刻的偏差值大于前一时刻的偏差值,如下图1所示。
2)Dk=0
3)Dk<0 后一时刻的偏差值小于前一时刻的偏差值,如下图2所示。

用前一时刻的变化

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