PID控制器中,各环节的作用及优缺点,PID算法的程序实现

您所在的位置:网站首页 庭审各个环节的区别 PID控制器中,各环节的作用及优缺点,PID算法的程序实现

PID控制器中,各环节的作用及优缺点,PID算法的程序实现

2024-07-10 01:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

PID调节器: 在过程控制中,按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象,PID控制器是一种最优控制。(摘自百度)

视频讲解: 添加链接描述

1 比例调节作用: 是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

2 积分调节作用: 是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,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

3 微分调节作用: 微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能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。所以可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

PID简化框图如下: 在这里插入图片描述 PID表达式: 在这里插入图片描述 MCU能处理的信号是数字信号,且我们使用增量式PID算法,经过PID算法处理后将其偏差转化为相应的PWM从而去控制电机,温度等,最终实现温度的恒定或电机转速恒定等(闭环控制系统)。

增量式PID算法: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 (摘自我的毕业论文) 程序实现: PID.C文件

#include "pid.h" #include "relay.h" PID pid; /* 函数功能:初始化相应的PID参数 参数: 无 返回值: 无 注:此参数设置好后,通过24c02断电保存,此处直接初始化使用 */ void Set_PID_Init(void) { pid.Kp=200;//比例系数 200 pid.SV=0;//用户设定目标温度:0度 pid.T=1000;//500ms采样一次 PID计算周期--多久采样一次 1000 pid.Td=20;//微分常数 20 pid.Ti=1200;//积分常数 1200 pid.OUT0=0;//默认初始值0 pid.Ek=0; //本次偏差=用户设定值-传感器返回值 pid.Eklast=0;//上一次偏差 pid.Eklastlast=0;//上上一次偏差 pid.SEK=0;//历史偏差 pid.Calc_Time=0;//计算周期比较值 } /* 函数功能:PID计算 参数: 无 返回值: 无 注: 增量式PID 输出的是增量(将增量加至PWM),公式如下: delOUT=Kp*(Ek-Eklast)+Kp*T/Ti*Ek+Kp*Td/T*(Ek-2*Eklast+Eklastlast) */ void PID_Calc_Handler_Incremental(void) { float delEk;//本次的偏差-上次偏差 float Ki;//Kp*T/Ti float Kd;//Kp*Td/T float Iout;//积分输出 float Pout;//比例输出 float Dout;//微分输出 if(pid.Calc_Time999) { SET_Duty_Cycle_Fan(100); SET_Duty_Cycle_Heat(999); } else if(pid.OUT>0&&pid.OUT=-999)&&(pid.OUT


【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3