从第一次听到PID这个词到现在,不知不觉已经差不多有一年了,在这一年之中,感觉很朦胧,因为我没有专门去学过控制方面的理论,
在网上搜索一些资料来简单学习一下,然后调试了几个小的系统,在这儿记录一下学习的过程吧,不然对不起浪费在PID调节上的时间,也算是通过实践增长点经验吧
一、模拟PID控制原理
1.比例部分
2.积分部分
3.微分部分
二、数字PID算法
1.位置式
离散化处理的方法为:以T作为采样周期,k作为采样序号,则离散采样时间kT对应着连续时间t,
用矩形法数值积分近似代替积分,用一阶后向差分近似代替微分
2.增量式
所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量kuΔ。当执行机构需要的控制量是增量,而不是位置量的绝对数值时,
可以使用增量式PID控制算法进行控制
三、我的理解
1.数字PID算法位置式与增量式的区别:
如果只看表达适中的比例项:
位置式的得到的结果是误差乘以一个系数,所以直接调节到设定的位置,达到耿宗设定值的目的,积分项用于积累误差,
可以提高系统的响应速度,相比于比例,可以是某一方面的误差快速调节过来,通过在设定值上下振荡来达到系统的稳定效果;
微分项通过抑制变化来时系统稳定,所以当误差较大时,会使系统的响应速度变慢,所以在针对不同的系统时要合理进行取舍。
增量式得到的结果是两次误差的差值乘以系数,单位时间内的误差值就是求微分,即斜率乘以系数就为增量了,
通过与增量相反的方向去抑止其变化,以使系统达到稳定,所以在增量式中积分很重要,起着消除偏差的作用,
比例项和微分项起着抑止变化,稳定系统的作用。
2.在具体的调节时,根据系统的实际需要进行选取其中某项,例如在系统刚启动时,如果你想要系统响应的快,通过设定开关来增大积分项,
但增大积分作用以后到稳态的时候,会使系统的振荡加大,这是可以考虑一下微分的作用,他可以抑制变化,通过降低系统的响应系统来达到
稳定系统的作用。
3.所以说在实际调节的时候,针对同一个系统的不同工作状况,要设定不同的PID参数,有可能你的参数时刻在变化;
还有可能你要根据实际的系统,数据的增减格式要变化,比如50%上下。
4.个人感觉,如果采样反馈的速率快,倾向于增量式,主要是起抑制的作用,适当稳定系统;因为比调节的速度很快,没必要再用积分来
加快系统的响应速度;如果采样反馈的速率较慢,难以很好的跟踪变化的话,还是要加大积分的作用,加快系统的响应速度,可以确保你达到
想要的状态,至于稳定具体在根据系统情况进行设定。
5.对于系统响应慢的情况,如下图所示:
CCR0的变化太慢,以至于很难是上面两个数据互相跟踪器变化。
对于这种情况,首先你要考虑你的整个系统是否有延时,如果是系统演示引起的,那应该想办法改进,这个可以通过阶跃响应之类的测试;
排除上面这种情况,此时说明你系统的反馈速率不够,在条件允许的情况下尽量加快反馈速率,应该就能很好地解决了,
在考虑添加别的参数来时系统达到稳定情况;
如果条件限制提不高反馈速率,那么唯一有点用的那就是微分作用了,但我感觉其作用没有提高反馈频率那样有效;
其实你可以根据你的系统改进反馈变量的反馈方法(例如50%上下),但这视具体情况而定,并不通用。
**************** 调PID重中之重,就是把所有相关的数据都采集进来 ***********************************
*************** 一一分许是那的问题,别要凭空想象,那时解决不了问题的 ***********************************
*************** 变化速率 变化量 曲线斜率 等等 ************************************************