带滤波器的PID控制

最新推荐文章于 2025-09-27 16:17:34 发布

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带滤波器的PID控制是一种在经典PID控制的基础上加入滤波器机制的方法，主要目的是减少系统中高频噪声对控制器性能的影响，尤其是对微分环节的优化，使系统更平稳且更加抗干扰。

带滤波器的PID控制原理

PID控制中的微分项对高频噪声非常敏感，因此常通过添加滤波器来降低高频成分对微分计算的影响。滤波器一般是低通滤波器，用来衰减高频噪声的幅值，同时尽可能保留低频信号。

带滤波器的PID控制公式如下：

一阶低通滤波器的微分改进

最常用的是一阶低通滤波器，公式为：

伪代码实现

以下是一个带滤波器的PID控制器的伪代码：

class PIDWithFilter:
    def __init__(self, Kp, Ki, Kd, N, dt):
        self.Kp = Kp
        self.Ki = Ki
        self.Kd = Kd
        self.N = N  # 滤波参数
        self.dt = dt  # 采样时间
        self.prev_error = 0
        self.integral = 0
        self.D_filtered = 0  # 初始滤波后的微分项

    def compute(self, error):
        # 比例项
        P = self.Kp * e