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(yùn)用比例積分微分的思想計(jì)算輸入量的設(shè)定量之間的偏差，最終是輸出量穩(wěn)定的設(shè)定量上。

比例P：比例項(xiàng)其實(shí)就是對預(yù)設(shè)值和反饋值的放大倍數(shù)。舉個例子說明：假如原來電機(jī)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(jī)兩端的電壓應(yīng)變成U0+0.2*（800-1000）。從而達(dá)到調(diào)解速度的目的，顯然比例P越大時，電機(jī)轉(zhuǎn)速回歸到輸入什的速度越快，調(diào)解靈敏度就越高。從而，加大P的值，可認(rèn)減少非穩(wěn)定態(tài)的時間，但是同時也可通告機(jī)轉(zhuǎn)速在預(yù)設(shè)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(xiàng)部分其實(shí)就是對預(yù)設(shè)值和反饋值之間的差值在時間上進(jìn)行累加。當(dāng)差值不是很大時，為了震蕩，可以先讓電機(jī)按原速度繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)時要用這個差值用積分薦累計(jì)。當(dāng)這個值累計(jì)到一定值時，再一次性進(jìn)行處理。從而避免了震蕩現(xiàn)象的發(fā)生。可見積分項(xiàng)的調(diào)節(jié)存在明顯的滯后。而I值越大，滯后現(xiàn)象越明顯。

微分D：微分薦部分其實(shí)就是求電機(jī)轉(zhuǎn)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(jù)差值變化的速率，提前給出一個相應(yīng)的調(diào)節(jié)動作，可見微分薦的調(diào)節(jié)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(xiàng)”，它能預(yù)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(fù)值，從而避免了被控制量的嚴(yán)重超調(diào)。