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PID是工业生产中最常用的一种控制方式。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念,反馈理论的要素包括三个部分:测量、执行和比较。测量关心的变量,与期望值相比较,用这个误差纠正调节控制系统的响应。
PID(比例(proportion)、积分(integration)、微分(differentiation))控制器作为最早实用化的控制器已有近百年历史,现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂,使用中不需精确的系统模型等先决条件,因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。
PID控制器的三个最基本的参数:KP,Ki,KD。
P,I,D是三种不同的调节作用,既可以单独使用(P,I,D),也可以两个两个用(PI,PD),也可以三个一起用(PID)。
P就是比例的意思
需要控制的量,比如水温,有它现在的『当前值』,也有我们期望的『目标值』。
当两者差距不大时,就让加热器“轻轻地”加热一下。要是因为某些原因,温度降低了很多,就让加热器“稍稍用力”加热一下。
要是当前温度比目标温度低得多,就让加热器“开足马力”加热,尽快让水温到达目标附近。
这就是P的作用,跟开关控制方法相比,是不是“温文尔雅”了很多
实际写程序时,就让偏差(目标减去当前)与调节装置的“调节力度”,建立一个一次函数的关系,就可以实现最基本的“比例”控制了~
KP越大,调节作用越激进,KP调小会让调节作用更保守。
要是你正在制作一个平衡车,有了KP的作用,你会发现,平衡车在平衡角度附近来回“狂抖”,比较难稳住。
D微分
刚才我们有了P的作用。你不难发现,只有P好像不能让平衡车站起来,水温也控制得晃晃悠悠,好像整个系统不是特别稳定,总是在“抖动”。
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