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PID的通俗理解.docx

上传人:mazhuangzi1 2022/5/21 文件大小:15 KB

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PID的通俗理解.docx

文档介绍

文档介绍:以小车纵向控制举例说明PID的一些理解。
(一) 首先,为什么要做PID?
由于外界原因,小车的实际速度有时不稳定,这是其一,
要让小车以最快的时间达达到既定的目标速度,这是其二。
速度控制系统是闭环,才能满足整个系统的稳定要求,必的实际值。
下面均以增量式PID说明。
这里再说一下P、I、D三个参数的作用。P=Proportion,比例的意思,I是Integral,积分, D是Differential微分。打个比方,如果现在的输出是1, 目标输出是100,那么P的作用是 以最快的速度达到100,把P理解为一个系数即可;而I呢?大家学过高数的,0的积分才能 是一个常数,
I就是使误差为0而起调和作用;D呢?大家都知道微分是求导数,导数代表 切线是吧,切线的方向就是最快到至高点的方向。这样理解,最快获得最优解,那么微分就 是加快调节过程的作用了。公式本来需要推导的,我就不来这一套了。直接贴出来:PID控 制算法通俗理解
看看最后的结果:
△Uk=A*e(k)+B*e(k-l)+C*e(k-2)
这里KP是P的值,TD是D的值,1/Ti是I的值,都是常数,哦,还有一个T,T是采样 周期,也是已知。而A B C是由P I D换算来的,按这个公式,就可以简化计算量了,因为 P I D是常数,那么A B C可以用一个宏表示。这样看来,只需要求e(k) e(k-l) e(k-2)就可以 知道AUk的值了,按照AUk来调节PWM的大小就OK 了。PID三个参数的确定有很多方 法,不在本文讨论范围内。采样周期也是有据可依的,不能太大,也不能太小。
一、解释:
制模型:你控制一个人让他以PID控制的方式走110步后停下。
P比例控制,就是让他走110步,他按照一定的步伐走到一百零几步(如108步)或100 多步(如112步)就停了。
说明:
P比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有 比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error))
PI积分控制,就是他按照一定的步伐走到112步然后回头接着走,走到108步位置时, 然后又回头向110步位置走。在110步位置处来回晃几次,最后停在110步的位置。
说明:
在积分I控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统, 如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统
(System with Steady- state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。 积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小, 积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到 等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
PD微分控制,就是他按照一定的步伐走到一百零几步后,再慢慢地向110步的位置靠 近,如果最后能精确停在110步的位置,就是无静差控制;如果停在110步附近(如109步或 111步位置),就是有静差控制。
说明:
在微分控制D中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳,其原因是由于