基于前馈补偿的PID控制算法

基于前馈补偿的PID控制算法是一种结合前馈控制与反馈控制的改进型控制方法。它通过在传统PID控制中引入前馈补偿通道，提前对系统的已知扰动或输入信号进行补偿，从而增强控制系统的响应速度与抗扰能力。

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前馈补偿的核心思想

在传统PID控制中，系统仅依赖反馈误差调整输出，这种方式虽然简单，但只能对已发生的误差进行修正，存在一定的滞后性。而引入前馈控制后，利用对系统输入或扰动的先验信息，直接生成补偿信号提前作用于系统，从而减少误差的产生。

前馈-反馈结合的控制公式为：

算法实现

以下是基于前馈补偿的PID控制伪代码：

class PIDWithFeedforward:
    def __init__(self, Kp, Ki, Kd, G_ff, dt):
        self.Kp = Kp
        self.Ki = Ki
        self.Kd = Kd
        self.G_ff = G_ff  # 前馈增益或前馈模型函数
        self.dt = dt  # 时间步长
        self.integral = 0  # 积分项
        self.prev_error = 0  # 上一次误差

    def compute(self, setpoint, output, disturbance=0):
        # 计算误差
        erro