淺談PID算法的原理

xydwang

PID算法也叫估比例 積分 微分 算法，它運用比例積分微分的思想計算輸入量的設定量之間的偏差，最終是輸出量穩定的設定量上。

比例P：比例項其實就是對預設值和反饋值的放大倍數。舉個例子說明：假如原來電機兩端的電壓為U0 ，比例P為0.2，輸入值是800，而反饋值1000，那么輸出到電機兩端的電壓應變成U0+0.2*（800-1000）。從而達到調解速度的目的，顯然比例P越大時，電機轉速回歸到輸入什的速度越快，調解靈敏度就越高。從而，加大P的值，可認減少非穩定態的時間，但是同時也可通告機轉速在預設值附近震蕩的情形，所以又引入積分I解決此問題。

積分I：顧名思義，積分項部分其實就是對預設值和反饋值之間的差值在時間上進行累加。當差值不是很大時，為了震蕩，可以先讓電機按原速度繼續運行，當時要用這個差值用積分薦累計。當這個值累計到一定值時，再一次性進行處理。從而避免了震蕩現象的發生。可見積分項的調節存在明顯的滯后。而I值越大，滯后現象越明顯。

微分D：微分薦部分其實就是求電機轉讓速的變化率。也就是前后兩次差值的差而已。也就是說，微分薦是根據差值變化的速率，提前給出一個相應的調節動作，可見微分薦的調節是超前的。并且D越大，超前超過越明顯。可以在一定程度上緩沖震蕩。比例薦的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使掏誤差的控制作用等零，甚至為負值，從而避免了被控制量的嚴重超調。