[讨论]

刚学PID的一点想法

2011-11-25 20:11:03 6658

这几天稍微看了一点点的PID，今天有了小小头绪，于是，就想把自己的想法写出来，欢迎拍砖。

   最开始的时候，是先了解什么是PID。PID实指“比例proportional”、“积分integral”、“微分derivative”，如果我们要求被控制的对象最终趋于一个稳定的结果，一般就可以使用PID算法。假设说，有一辆速度为1m/s的小车，我们要求他的速度改变为5m/s，要完成这样的一件事，我们必须要有，1.小车驱动装置（用程序控制它输出多大的电压，电压决定驱动的马力），2.被驱动器控制的部分（即小车），3.检测当前速度的装置（当前速度与目标速度的差称为误差）。本来，我们可以给小车一个驱动力让小车加速，直到检测到小车速度达到5m/s，撤去驱动力。然而，这样做会带来几个问题。1，当小车速度达到5m/s时，从装置检测到这个速度，通知控制器，让控制器改变输出的电压，这一个过程需要耗费一定时间，在这个时间里面，小车速度可能增加了不少。2，撤去驱动力后，外界条件如摩擦会让小车速度进一步改变。PID算法可以在一定误差内解决这些问题。
　　使用PID算法时，大致是这样的。每一个采样周期，通过速度检测装置获得当前速度，传入程序，通过程序计算得到电压控制小车得到新速度。下一个采样周期又把新速度传入，获得新电压，再传入速度，再获得电压，如此反复。
　　 PID算法的关键，是如何根据当前得到的速度值，输出一个“恰当”的电压，以致小车最终能够趋于稳定。
　    PID算法采用比例，积分，微分三种方法进行控制。三种方法都有自己对应的一个常量(pconst，iconst，dconst)。这三个变量都需要在实验中多次尝试得出。
　　一般地，先把与算法相关的量放入一个结构体，方便调用。
　　srtuct PID
　 {
　　　　double pconst, //比例控制常量
　　　　　　　 iconst,    //积分控制常量
　　　　　　　 dconst; //微分控制常量
　　　　double ErrorSum;    //误差累计
　　　　double iMax,iMin;    //积分上下限
　　　　double Vnew;　       //当前速度
      }；
　　比例：
　　　　Vnew = GetV();          //获得当前速度
　　　　error = aim - Vnew;    //误差=目标速度 - 当前速度
　　　　pTerm = error*pconst;    //比例项的值就是误差乘上比例常量
　　　　Motor（pTerm）; //让电机根据得出的值工作
      有时候，我们增大比例常数可以让小车更快的到达目标速度，但是过大的比例常数又容易产生过冲，即速度超过目标速度5m/s，然后再减速，再加速，在减速。这样，系统产生振荡，然而，振荡的结果不一定能趋于稳定。

　　积分：
            Vnew = GetV();          //获得当前速度
　　　　ErrorSum += （aim - Vnew）;    //每一次的误差累计起来
　　　　if(ErrorSum > iMax)ErrorSum = iMax;
　　　　else if(ErrorSum < iMin)ErrorSum = iMin;
　　　　iTerm = ErrorSum *iconst;    //误差和乘上积分常量
　　　　Motor（iTerm）; //让电机根据得出的值工作
　　一般我们都让比例配合积分一起使用，即PI算法，类似上面的程序，得出pTerm和iTerm，然后Motor(pTerm+iTerm)。PI控制一般会比纯比例控制花费更少时间使小车到达目标值，但是我们必须避免积分饱和，通常的做法是像上面程序一样设定iMax和iMin。它们和积分常量的大小相关。
　　
　　微分：
　　我们用比例控制或者PI控制，都不能保证任何系统一定能趋于稳定。比例控制根据现在来控制。积分控制根据过去来控制。而微分能够根据将来来控制，非常强大，能使被控设备更好地趋于稳定。
　　　　Vnew = GetV();          //获得当前速度
　　　　dTerm = (Vnew - Vlast)*dconst;    //当前速度 - 上次速度，再乘微分常数
　　　　Vlast = Vnew ;             //保留本次速度，下次当成上次速度使用
　　　　Motor（dTerm）; //让电机根据得出的值工作
　　同样，微分控制也是与比例，积分一起使用，形成PID算法，Motor(pTerm+iTerm+dTerm)。
　　微分控制相当强大，然而也很容易出问题。具体调控和整定我想等到实际应用时再学习。

2011-11-25 20:11:03　　评论 淘帖0 举报

撰写讨论

你正在撰写讨论

如果你是对讨论或其他讨论精选点评或询问，请使用“评论”功能。

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容图片侵权或者其他问题，请联系本站作侵删。侵权投诉

上一页 12 / 2 页

发讨论

精选推荐

飞凌嵌入式ElfBoard EL 1板卡-i2c与从设备通讯编程示例之i2c-tools工具使用

652 浏览 0 评论
stc15f2k60s2利用串口传输字模存储到eeprom并进行点阵显示

696 浏览 1 评论
在国产芯片崛起的环境下，台产芯片是否还有市场？

1264 浏览 0 评论
4.3吋电容触摸液晶模块简介第二期

588 浏览 0 评论
嵌入式学习-飞凌嵌入式ElfBoard ELF 1板卡-串口通讯编程示例之串口编写程序

1190 浏览 0 评论

0 很想学习这方面的知识，但不知如何入手。

2013-6-23 22:59:00 评论举报 21^# dgxiewei

0 兄弟你太好了，让我这小白瞬间明白了什么是PID　十分感谢

2013-6-24 09:58:49 评论举报 22^# 樵夫

0 很不错

2013-6-24 10:17:55 评论举报 23^# 魔杰彬

0 学到东西了。谢谢啊

2013-7-4 19:09:21 评论举报 24^# Uncle_镖

0 分析得挺对。只是PID调参是个比较艰难的过程。。。得自己慢慢琢磨

2013-7-4 20:18:32 评论举报 25^# 冰葑世纪

0 {:12:}{:12:}

2013-7-22 13:08:00 评论举报 26^# 陈真

0 楼主写得不错，学习了

2013-7-26 23:17:33 评论举报 27^# 07071624

0 感谢分享，说得很清楚

2013-8-9 18:19:51 评论举报 28^# 陈伟福

0 一直在纠结PID算法的体现，终于找到了，谢谢楼主

2013-8-16 00:58:11 评论举报 29^# 乘风归去

0 这个要支持啊。不用e币，写的也不错

2013-8-16 05:54:56 评论举报 30^# jtj0806

0 嗯，谢谢分享，好资料。

2013-8-16 08:31:53 评论举报 31^# 谢新貌

0 给力！

2013-8-16 09:35:51 评论举报 32^# 灰灰不会飞

0 有思想，就有收获！

2013-8-17 16:32:35 评论举报 33^# 皮克王

0 刚刚在看原理，不过感觉楼主这个写得很好！！！

2013-8-28 15:26:55 评论举报 34^# Ria

搜索历史

刚学PID的一点想法

相关推荐

撰写讨论

精选推荐

热门帖

站长推荐 /7