初學PID的理論理解 要想真正掌握PID 還需要真正的實踐
單回路：就是只有一個 PID 的調節系統。 串級：一個 PID 不夠用怎么辦？把兩個 PID 串接起來，形成一個串級調節系統。又叫雙 回路調節系統。 主調：串級系統中，要調節被調量的那個 PID 叫做主調。 副調：串級系統中，輸出直接去指揮執行器動作的那個 PID 叫做副調 動態偏差：在調節過程中，被調量和設定值之間的偏差隨時改變，任意時刻兩者之間的 偏差叫做動態偏差 靜態偏差：調解趨于穩定之后，被調量和設定值之間還存在的偏差叫做靜態偏差。 回調：調節器調節作用顯現，使得被調量開始由上升變為下降，或者由下降變為上升。 階躍：被觀察的曲線呈垂直上升或者下降，這種情況在異常情況下是存在的，比如人為 修改數值，或者短路開路。
一、 P 純比例作用趨勢圖的特征分析 一般來說，設定值不會經常改變，那就是說：當設定值不變的時候，調節器的輸出只與被調量的波動有關。那么我們可以基本上得出如下一個概念性公式：
輸出波動=被調量波動*比例增益 （注：當設定值不變） 結論：對于一個單回路調節系統，單純的比例作用下，輸出的波形與被調量的波形完全相似。 PS：輸出量只與被調量的波動有關，因此，輸出波形與被調量的波形完全相似。 推論： 1) 對于正作用的調節系統，頂點、谷底均發生在同一時刻。 2) 對于負作用的調節系統，被調量的頂點就是輸出的谷底，谷底就是輸出的頂點。 3) 對于正作用的調節系統，被調量的曲線上升，輸出曲線就上升；被調量曲線下降， 輸出曲線就下降。兩者趨勢完全一樣。 4) 對于負作用的調節系統，被調量曲線和輸出曲線相對。 波動周期完全一致。 5) 只要被調量變化，輸出就變化；被調量不變化，不管靜態偏差有多大，輸出也不會變化 二、I 純積分作用趨勢圖的特征分析 簡述：如果調節器的輸如偏差不等于零，就讓調節器的輸出按照一定的速度一直朝一個方向累加下去。（積分相當于一個斜率發生器。啟動這個發生器的前提是調節器的輸入偏差不等于零，斜率的大小與兩個參數有關：輸入偏差的大小、積分時間。） 總結： 1) 輸出的升降與被調量的升降無關，與輸入偏差的正負有關。（ps：PWM_X與X的增加或者減小無關，與X和Aim_X之間的偏差有關） 2) 輸出的升降與被調量的大小無關。（ps:同上） 3) 輸出的斜率與被調量的大小有關。 （X大的話 變化就相對大？） 4) 被調量不管怎么變化，輸出始終不會出現階躍擾動。（不管X怎么樣變化，PWM_X不會出現階躍變化，只能隨時間累加或者累減） 5) 被調量達到頂點的時候，輸出的變化趨勢不變，速率開始減緩。（X的變化率為0，PWM_X變化最慢（PWM_X=750-Ki*error）,即error變化最小，PWM_X變化最小） 6) 輸出曲線達到頂點的時候，必然是輸入偏差等于零的時候。（ps：error_X等于0，則輸出變化率是0，即PWM_X變化率）
T1~t2 error不變，即輸入偏差不變，所以輸出以不變的速率上升，即呈線性上升，相對于時間進行累加，調節器的輸出緩慢改變，導致被調量逐漸受到影響而改變，，至于斜率為正是因為被調量小于設定值，系統需要使輸出增加。
T2~t3被調量開始變化時，error逐漸減小，輸出的速率開始降低，隨時間累計速度減小。
T3~t4，t3時刻，偏差為0時，輸出不變，輸出曲線為水平。然后偏差開始為正時，輸出才開始降低，斜率是負，而且Tout的負斜率絕對值變大。
后面就不寫了，一樣。。。
三、D純微分作用趨勢圖的特征分析 單純的微分作用是不存在的。 概述：被調量不動，輸出不動；被調量一動，輸出馬上跳變。 推論： 1) 微分作用與被調量的大小無關，與被調量的變化速率有關； （PWM_X與X的大小無關，之于X的變化率有關） 2) 與被調量的正負無關，與被調量的變化趨勢有關；（X增加PWM_X減小，X減小PWM_X增大） 3) 如果被調量有一個階躍，就相當于輸入變化的速度無窮大，那么輸出會直接到最小或者最大；（同上） 4) 微分參數 有的是一個，用微分時間表示。有的分為兩個：微分增益和微分時間。微分增益表示輸出波動的幅度，波動后還要輸出回歸，微分時間表示回歸的快慢。見圖， KD 是微分增益，TD 是微分時間。 5) 由第 4 條得出推論：波動調節之后，輸出還會自動拐回頭。
溫習一下： 比例作用：輸出與輸入曲線相似。
積分作用：只要輸入有偏差輸出就變化。
微分作用：輸入有抖動輸出才變化，且會猛變化。
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2019-7-29 09:18 上傳
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