干货分享！PID控制算法精华总结！

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PID控制算法精华总结

1，PID是一个闭环控制算法。因此要实现PID算法，必须在硬件上具有闭环控制，就是得有反馈。比如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上，下面也将以转速控制为例。
　　2，PID是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法。但并不是必须同时具备这三种算法，也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。我以前对于闭环控制的一个最朴素的想法就只有P控制，将当前结果反馈回来，再与目标相减，为正的话，就减速，为负的话就加速。现在知道这只是最简单的闭环控制算法。
　　3，比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用：
　　比例，反应系统的基本（当前）偏差e(t)，系数大，可以加快调节，减小误差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定；
　　积分，反应系统的累计偏差，使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无误差；
　　微分，反映系统偏差信号的变化率e(t)-e(t-1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。
　　4，控制器的P,I,D项选择。
　　下面将常用的各种控制规律的控制特点简单归纳一下：
　　（1）、比例控制规律P：采用P控制规律能较快地克服扰动的影响，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现。它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。如：金彪公用工程部下设的水泵房冷、热水池水位控制；油泵房中间油罐油位控制等。

　　（2）、比例积分控制规律(PI)：在工程中比例积分控制规律是应用最广泛的一种控制规律。积分能在比例的基础上消除余差，它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。如：在主线窑头重油换向室中F1401到F1419号枪的重油流量控制系统；油泵房供油管流量控制系统；退火窑各区温度调节系统等。

　　（3）、比例微分控制规律(PD)：微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果。因此，对于控制通道的时间常数或容量滞后较大的场合，为了提高系统的稳定性，减小动态偏差等可选用比例微分控制规律。如：加热型温度控制、成分控制。需要说明一点，对于那些纯滞后较大的区域里，微分项是无能为力，而在测量信号有噪声或周期性振动的系统，则也不宜采用微分控制。如：大窑玻璃液位的控制。
　　（4）、例积分微分控制规律(PID)：PID控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。它适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。如温度控制、成分控制等。
　　鉴于D规律的作用，我们还必须了解时间滞后的概念，时间滞后包括容量滞后与纯滞后。其中容量滞后通常又包括：测量滞后和传送滞后。测量滞后是检测元件在检测时需要建立一种平衡，如热电偶、热电阻、压力等响应较慢产生的一种滞后。而传送滞后则是在传感器、变送器、执行机构等设备产生的一种控制滞后。纯滞后是相对与测量滞后的，在工业上，大多的纯滞后是由于物料传输所致，如：大窑玻璃液位，在投料机动作到核子液位仪检测需要很长的一段时间。
　　总之，控制规律的选用要根据过程特性和工艺要求来选取，决不是说PID控制规律在任何情况下都具有较好的控制性能，不分场合都采用是不明智的。如果这样做，只会给其它工作增加复杂性，并给参数整定带来困难。当采用PID控制器还达不到工艺要求，则需要考虑其它的控制方案。如串级控制、前馈控制、大滞后控制等。
　　5，公式：

数值pid的计算：

　　6，问题。Kp,ti,Td三个参数的设定是PID控制算法的关键问题。一般说来编程时只能设定他们的大概数值，并在系统运行时通过反复调试来确定最佳值。因此调试阶段程序须得能随时修改和记忆这三个参数。
　　7，参数的自整定。在某些应用场合，比如通用仪表行业，系统的工作对象是不确定的，不同的对象就得采用不同的参数值，没法为用户设定参数，就引入参数自整定的概念。实质就是在首次使用时，通过N次测量为新的工作对象寻找一套参数，并记忆下来作为以后工作的依据。
　　8，pid算法流程图：

dolin_wu99 · 2017-8-26 15:43:15

不错，学习学习

Pquyqp · 2017-8-29 16:53:25

不错！很好的资料，学习了。谢谢

Pquyqp · 2017-8-29 16:53:26

不错！很好的资料，学习了。谢谢

黄腾飞 · 2017-10-22 21:28:51

很赞很赞！谢谢楼主

小强 · 2017-10-23 01:31:35

谢谢分享！

zhao · 2017-11-2 14:48:54

谢谢楼主分享，收藏了

星空地海 · 2017-11-26 13:51:22

PID

DEWD · 2017-12-15 22:26:05

感谢感谢

小小 · 2017-12-20 19:42:07

谢谢分享！！！！！！！！！！！

2018-3-5 21:15:18

难在参数整定~~~~~

SXXYC · 2018-3-18 18:37:35

韬韬不绝于耳发表于 2016-8-22 10:34
感谢楼主

新人学习，必须学习

花飞飞 · 2018-4-28 14:13:59

业界良心，好人一生平安！

刘国念 · 2018-8-4 20:45:14

感觉明白了理论却实际无法操作

jk_101 · 2018-12-5 19:46:01

谢谢分享感谢

jf_39801252 · 2020-6-22 16:45:01

感谢楼主分享。

hts20100101 · 2020-6-23 08:21:44

好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

jf_39801252 · 2020-6-27 14:22:58

感谢分享。

hts · 2020-6-29 18:34:31

好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

hts · 2020-6-30 14:43:12

好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

hts · 2020-7-1 09:11:00

好，很不错，好好学习下先，谢谢分享啊！

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