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標(biāo)題: PID算法新手感悟與總結(jié) [打印本頁]
作者: Rouse    時(shí)間: 2018-4-16 17:26
標(biāo)題: PID算法新手感悟與總結(jié)
作為新手接觸PID算法，略有些感悟，特將此總結(jié)作為記錄
PID控制器參數(shù)選擇的方法很多，例如試湊法、臨界比例度法、擴(kuò)充臨界比例度法等。但是，對(duì)于PID控制而言，參數(shù)的選擇始終是一件非常煩雜的工作，需要經(jīng)過不斷的調(diào)整才能得到較為滿意的控制效果。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般PID參數(shù)確定的步驟如下：
(1) 確定比例系數(shù)Kp
確定比例系數(shù)Kp時(shí)，首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，可以令Ti=0、Td=0，使之成為
純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60％～70％，比例系數(shù)Kp由0開始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過來，從此時(shí)的比例系數(shù)Kp逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp，設(shè)定PID的比例系數(shù)Kp為當(dāng)前值的60％～70％。
(2) 確定積分時(shí)間常數(shù)Ti
比例系數(shù)Kp確定之后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)Ti，然后逐漸減小Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，然后再反過來，逐漸增大Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的Ti，設(shè)定PID的積分時(shí)間常數(shù)Ti為當(dāng)前值的150％～180％。
(3) 確定微分時(shí)間常數(shù)Td
微分時(shí)間常數(shù)Td一般不用設(shè)定，為0即可，此時(shí)PID調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為PI調(diào)節(jié)。如果需要設(shè)定，則與確定Kp的方法相同，取不振蕩時(shí)其值的30％。
(4) 系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)
對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直到滿足性能要求。


PID控制器參數(shù)選擇的方法很多，例如試湊法、臨界比例度法、擴(kuò)充臨界比例度法等。但是，對(duì)于PID控制而言，參數(shù)的選擇始終是一件非常煩雜的工作，需要經(jīng)過不斷的調(diào)整才能得到較為滿意的控制效果。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般PID參數(shù)確定的步驟如下：
(1)        確定比例系數(shù)Kp
確定比例系數(shù)Kp時(shí)，首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，可以令Ti=0、Td=0，使之成為
純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60％～70％，比例系數(shù)Kp由0開始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過來，從此時(shí)的比例系數(shù)Kp逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp，設(shè)定PID的比例系數(shù)Kp為當(dāng)前值的60％～70％。
(2)        確定積分時(shí)間常數(shù)Ti
比例系數(shù)Kp確定之后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)Ti，然后逐漸減小Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，然后再反過來，逐漸增大Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的Ti，設(shè)定PID的積分時(shí)間常數(shù)Ti為當(dāng)前值的150％～180％。
(3)        確定微分時(shí)間常數(shù)Td
微分時(shí)間常數(shù)Td一般不用設(shè)定，為0即可，此時(shí)PID調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為PI調(diào)節(jié)。如果需要設(shè)定，則與確定Kp的方法相同，取不振蕩時(shí)其值的30％。
(4)        系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)
對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直到滿足性能要求。


PID代碼
  1. //定義變量
  2. float Kp;                       //PI調(diào)節(jié)的比例常數(shù)
  3. float Ti;                       //PI調(diào)節(jié)的積分常數(shù)
  4. float T;                        //采樣周期
  5. float Ki;
  6. float ek;                       //偏差e[k]
  7. float ek1;                      //偏差e[k-1]
  8. float ek2;                      //偏差e[k-2]
  9. float uk;                       //u[k]
  10. signed int uk1;                 //對(duì)u[k]四舍五入取整
  11. signed int adjust;              //調(diào)節(jié)器輸出調(diào)整量

  13. //變量初始化
  14.     Kp="4";
  15.     Ti="0"。005;
  16.     T="0".001;
  17. // Ki="KpT/Ti"=0.8，微分系數(shù)Kd=KpTd/T=0.8,Td=0.0002,根據(jù)實(shí)驗(yàn)調(diào)得的結(jié)果確定這些參數(shù)
  18.     ek="0";
  19.     ek1=0;
  20.     ek2=0;
  21.     uk="0";
  22.     uk1=0;
  23.     adjust="0";

  25. int piadjust(float ek)  //PI調(diào)節(jié)算法
  26. {
  27.     if( gabs(ek)<0.1 )
  28.     {
  29.        adjust="0";
  30.     }
  31.     else
  32.     {     
  33.        uk="Kp"*(ek-ek1)+Ki*ek;  //計(jì)算控制增量
  34.        ek1=ek;
  35.       
  36.        uk1=(signed int)uk;
  37.        if(uk>0)
  38.        {
  39.           if(uk-uk1>=0.5)
  40.           {
  41.              uk1=uk1+1;
  42.           }
  43.        }
  44.        if(uk<0)
  45.        {
  46.           if(uk1-uk>=0.5)
  47.           {
  48.              uk1=uk1-1;
  49.           }
  50.        }
  51.        adjust="uk1";   
  52.     }        
  53.    
  54.    
  55.     return adjust;
  56. }

  58. 下面是在AD中斷程序中調(diào)用的代碼。
  59.       
  60.        。。。。。。。。。。。
  61.        else //退出軟啟動(dòng)后，PID調(diào)節(jié),20ms調(diào)節(jié)一次
  62.            {
  63.               EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust(ek);//誤差較小PID調(diào)節(jié)穩(wěn)住
  64.               if(EvaRegs.CMPR3>=890)
  65.               {
  66.                  EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比
  67.               }        
  68.            }
復(fù)制代碼







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