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PID算法新手感悟与总结

作为新手接触PID算法,略有些感悟,特将此总结作为记录
PID控制器参数选择的方法很多,例如试凑法、临界比例度法、扩充临界比例度法等。但是,对于PID控制而言,参数的选择始终是一件非常烦杂的工作,需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。依据经验,一般PID参数确定的步骤如下:
(1) 确定比例系数Kp
确定比例系数Kp时,首先去掉PID的积分项和微分项,可以令ti=0、Td=0,使之成为
纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60%~70%,比例系数Kp由0开始逐渐增大,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例系数Kp逐渐减小,直至系统振荡消失。记录此时的比例系数Kp,设定PID的比例系数Kp为当前值的60%~70%。
(2) 确定积分时间常数Ti
比例系数Kp确定之后,设定一个较大的积分时间常数Ti,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,然后再反过来,逐渐增大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
(3) 确定微分时间常数Td
微分时间常数Td一般不用设定,为0即可,此时PID调节转换为PI调节。如果需要设定,则与确定Kp的方法相同,取不振荡时其值的30%。
(4) 系统空载、带载联调
对PID参数进行微调,直到满足性能要求。


PID控制器参数选择的方法很多,例如试凑法、临界比例度法、扩充临界比例度法等。但是,对于PID控制而言,参数的选择始终是一件非常烦杂的工作,需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。依据经验,一般PID参数确定的步骤如下:
(1)        确定比例系数Kp
确定比例系数Kp时,首先去掉PID的积分项和微分项,可以令Ti=0、Td=0,使之成为
纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60%~70%,比例系数Kp由0开始逐渐增大,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例系数Kp逐渐减小,直至系统振荡消失。记录此时的比例系数Kp,设定PID的比例系数Kp为当前值的60%~70%。
(2)        确定积分时间常数Ti
比例系数Kp确定之后,设定一个较大的积分时间常数Ti,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,然后再反过来,逐渐增大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
(3)        确定微分时间常数Td
微分时间常数Td一般不用设定,为0即可,此时PID调节转换为PI调节。如果需要设定,则与确定Kp的方法相同,取不振荡时其值的30%。
(4)        系统空载、带载联调
对PID参数进行微调,直到满足性能要求。


PID代码
  • //定义变量
  • float Kp;                       //PI调节的比例常数
  • float Ti;                       //PI调节的积分常数
  • float T;                        //采样周期
  • float Ki;
  • float ek;                       //偏差e[k]
  • float ek1;                      //偏差e[k-1]
  • float ek2;                      //偏差e[k-2]
  • float uk;                       //u[k]
  • signed int uk1;                 //对u[k]四舍五入取整
  • signed int adjust;              //调节器输出调整量
  • //变量初始化
  •     Kp="4";
  •     Ti="0"。005;
  •     T="0".001;
  • // Ki="KpT/Ti"=0.8,微分系数Kd=KpTd/T=0.8,Td=0.0002,根据实验调得的结果确定这些参数
  •     ek="0";
  •     ek1=0;
  •     ek2=0;
  •     uk="0";
  •     uk1=0;
  •     adjust="0";
  • int piadjust(float ek)  //PI调节算法
  • {
  •     if( gabs(ek)<0.1 )
  •     {
  •        adjust="0";
  •     }
  •     else
  •     {
  •        uk="Kp"*(ek-ek1)+Ki*ek;  //计算控制增量
  •        ek1=ek;
  •        uk1=(signed int)uk;
  •        if(uk>0)
  •        {
  •           if(uk-uk1>=0.5)
  •           {
  •              uk1=uk1+1;
  •           }
  •        }
  •        if(uk<0)
  •        {
  •           if(uk1-uk>=0.5)
  •           {
  •              uk1=uk1-1;
  •           }
  •        }
  •        adjust="uk1";
  •     }
  •     return adjust;
  • }
  • 下面是在AD中断程序中调用的代码。
  •        。。。。。。。。。。。
  •        else //退出软启动后,PID调节,20ms调节一次
  •            {
  •               EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust(ek);//误差较小PID调节稳住
  •               if(EvaRegs.CMPR3>=890)
  •               {
  •                  EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比
  •               }
  •            }





        PID.docx

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