什么是PID控制算法呢？PID控制算法有何作用

2976 PID 控制算法 PID控制

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 什么是PID控制算法呢？PID控制算法有何作用？ PID控制算法有哪几种类型呢？如何对其进行测试？ 2
2022-2-25 07:36:44　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报香脆面相关推荐 • PID控制算法是如何形成的 1844 • PID控制算法的基本思想是什么？PID控制算法是如何形成的？ 2726 • PID控制算法的原理是什么 1184 • 什么是PID控制算法？PID控制算法C语言是如何实现的？ 1935 • 求PID等自动控制算法 2605 • PID控制算法的基本思想是什么 1059 • 【最新课程推荐】PID控制算法 9037 • 基于单片机的pid控制算法该怎样去使用呢 1824 • 什么算法能够代替PID控制？ 414 • PID是什么意思？PID有何作用 1671 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 1、PID算法简介 PID(proportion integration differentiation)其实就是指比例，积分，微分控制。目前来说，PID控制算法是一种使用非常广泛的算法。比在平衡车、无人机等方面的应用。PID算法是简单，又能体现反馈思想的控制算法，可谓经典中的经典。 PID控制流程简单，通过误差信号控制被测量，并且控制器本身就是比例、积分、微分3个环节的加和。通过这三个的组合可有效地纠正被控制对象的偏差，从而使其达到一个稳定的状态。 PID控制规律： kp——比例增益，kp与比例度成倒数关系； T——积分时间常数； TD——微分时间常数； u（x）——PID控制器的输出信号； e（t）——给定值r（t）与测量值之差。 1.1、各个环节的作用 1、PID控制其实是对偏差的控制。 2、如果偏差为0，则比例环节不起作用，只有存在偏差时，比例环节才起作用。 3、积分环节主要是来消除静差，所谓静差，就是系统稳定后输出值和和设定值之间的差值，积分环节实际上就是偏差累计的过程，把累计的误差加到原来的所有系统上以抵消系统的静差。 4、微分信号则反应了偏差信号的变换规律，或者说变化趋势，根据偏差信号变化趋势来经行超前调节，增加系统的快速性。 2、位置型PID算法 2.1、离散表达形式： 2.2、位置型代码核心算法部分。 main函数，按下开发板的KEY0，程序开始测试。 #include "led.h" #include "delay.h" #include "sys.h" #include "pid.h" #include "usart.h" #include "key.h" //PID算法测试 int main(void) { int count; u8 key; delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 KEY_Init(); PID_init(); uart_init(9600); printf("System begin rn"); while(1) { key = KEY_Scan(0); while(count<1000) { float speed = PID_realize(200.0); printf("%f rr",speed); count++; } delay_ms(10); if(key == KEY0_PRES) { count =0; } } } pid.c 文件统一初始化变量，尤其是Kp、Ki、Kd3个参数，对于要求的控制效果调试过程中，通过调试这个3个变量直接进行调参。 #include "pid.h" #include "usart.h" struct _pid { float SetSpeed; //定义设定值 float ActualSpeed; //定义实际值 float err ; // 定义偏差值 float err_last; //定义上一个偏差值 float Kp,Ki,Kd; //定义比例、积分、微分系数 float voltage; //定义电压值控制器执行的变量 float integral; //定义积分值 }pid; void PID_init() { printf("Pid_init beginrn"); pid.SetSpeed = 0.0; pid.ActualSpeed = 0.0; pid.err = 0.0; pid.err_last = 0.0; pid.voltage = 0.0; pid.integral = 0.0; pid.Kp = 0.2; pid.Ki = 0.015; pid.Kd =0.2; printf("PID_init end rn"); } float PID_realize(float speed) { pid.SetSpeed = speed; pid.err = pid.SetSpeed - pid.ActualSpeed ; pid.integral += pid.err ; // 算法基本公式没有考虑死区问题和上下限 pid.voltage = pid.Kppid.err+pid.Kipid.integral+pid.Kd(pid.err-pid.err_last); pid.err_last = pid.err; pid.ActualSpeed = pid.voltage1.0; return pid.ActualSpeed; } pid.h 文件 #ifndef __PID_H #define __PID_H void PID_init(void); float PID_realize(float speed); #endif 2.3、测试效果 emsp; 一部分数据，可以看到，逐渐的趋近了200，设定值200，但是这个过程相对比较长。 3、增量型PID算法 3.1 、离散表达式： 3.2 增量型代码核心算法部分。 main函数代码如下： #include "led.h" #include "delay.h" #include "sys.h" #include "pid.h" #include "usart.h" #include "key.h" //PID算法测试 int main(void) { int count; u8 key; delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 KEY_Init(); PID_init(); uart_init(9600); printf("System begin rn"); while(1) { key = KEY_Scan(0); while(count<1000) { float speed = PID_realize(200.0); printf("%f rr",speed); count++; } delay_ms(10); if(key == KEY0_PRES) { count =0; } } } pid.c 代码如下：统一初始化变量，尤其是Kp、Ki、Kd3个参数，对于要求的控制效果调试过程中，通过调试这个3个变量直接进行调参。 #include "pid.h" #include "usart.h" #include #include struct _pid { float SetSpeed; //定义设定值 float ActualSpeed; //定义实际值 float err ; // 定义偏差值 float err_next; //定义上一个偏差值 float err_last; //定义上上一个偏差值 float Kp,Ki,Kd; //定义比例、积分、微分系数 }pid; void PID_init() { printf("Pid_init beginrn"); pid.SetSpeed = 0.0; pid.ActualSpeed = 0.0; pid.err = 0.0; pid.err_next = 0.0; pid.err_last = 0.0; pid.Kp = 0.2; pid.Ki = 0.015; pid.Kd =0.2; printf("PID_init end rn"); } float PID_realize(float speed) { float incrementSpeed; pid.SetSpeed = speed; pid.err = pid.SetSpeed - pid.ActualSpeed ; // 算法基本公式 incrementSpeed = pid.Kp(pid.err-pid.err_next)+pid.Ki pid.err+pid.Kd(pid.err-2pid.err_next+pid.err_last); pid.ActualSpeed += incrementSpeed; pid.err_last = pid.err_next ; pid.err_next = pid.err ; return pid.ActualSpeed ; } pid.h 文件如下： #ifndef __PID_H #define __PID_H void PID_init(void); float PID_realize(float speed); #endif 3.3、效果展示 4、积分分离的PID控制算法基本思路是，当被控制量与设定的值偏差较大时，取消积分作用，当被控量接近给定值时，引入积分控制，以消除静差，提高精度。 4.1、代码实现 main函数: #include "led.h" #include "delay.h" #include "sys.h" #include "pid.h" #include "usart.h" #include "key.h" //PID算法测试 int main(void) { int count; u8 key; delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 KEY_Init(); PID_init(); uart_init(9600); printf("System begin rn"); while(1) { key = KEY_Scan(0); while(count<1000) { float speed = PID_realize(200.0); printf("%f rr",speed); count++; } delay_ms(10); if(key == KEY0_PRES) { count =0; } } } pid.c 文件 #include “pid.h” #include “usart.h” #include #include struct _pid { float SetSpeed; //定义设定值 float ActualSpeed; //定义实际值 float err ; // 定义偏差值 float err_last; //定义上一个偏差值 float Kp,Ki,Kd; //定义比例、积分、微分系数 float voltage; //定义电压值控制器执行的变量 float integral; //定义积分值 }pid; void PID_init() { printf(“Pid_init beginrn”); pid.SetSpeed = 0.0; pid.ActualSpeed = 0.0; pid.err = 0.0; pid.err_last = 0.0; pid.voltage = 0.0; pid.integral = 0.0; pid.Kp = 0.2; //比例 pid.Ki = 0.04; //积分 pid.Kd =0.2; //微分 printf(“PID_init end rn”); } float PID_realize(float speed) { int index; pid.SetSpeed = speed; pid.err = pid.SetSpeed - pid.ActualSpeed ; pid.integral += pid.err ; // 算法实现过程 if(abs(pid.err)>200) //设定值 200 { index = 0; } else { index = 1; pid.integral += pid.err ; } pid.voltage = pid.Kppid.err+indexpid.Kipid.integral+pid.Kd(pid.err-pid.err_last); pid.err_last = pid.err; pid.ActualSpeed = pid.voltage*1.0; return pid.ActualSpeed; } 4.2、效果图通过测试，系统数据达到199所用的时间为原来的1/2，系统的快速性得到提升。

2022-2-25 09:42:02 评论举报李丽波