PID调节器出现于上世纪30年代,PID控制就是对偏差进行比例,积分和微分的控制。PID的三个单元分别是比例 ,积分,微分。在工程实际中,一般P是必须的,所以衍生出多种组合的PID控制器,如PD,PI,PID等。
(1)离散的位置式PID(微处理需要软件进行控制算法,所以将模拟调节器离散化,通过采样时刻的偏差值计算控制量)
假如采样时间很短(10ms),用一阶差分代替一阶微分,用累加代替积分。
位置式PID的代码表示:
在PID参数的整定之前,我们应该了解系统需要满足什么要求(稳定性,快速性,准确性),通常来说比例项用来提高系统响应速度,积分项用来减小静差,微分项用来抑制震荡。
通过下面几个评估系统的几个参数进行性能评估:
进行PID调节:
<1>先调P直到系统出现震荡(超调量在30%左右),令I和D为零(当P过小时会出现静差)
减小P值,响应速度变慢,同时出现静差
<2>再调D(微分项可以减小震荡,但是使得系统的响应减慢,相当于增大系统的阻尼)
<3>调节I(减小静差)
系统的控制难度一般取决于系统的转动惯量和对响应速度的要求等,转动惯量越小,响应速度越低,PID参数就越不敏感。
(2)增量式离散PID
其中PI控制的相关代码: