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- `1 K6 Q2 m& ?6 Z3 Y前言说明
$ f& l+ d3 J n6 _( P: e控制的方法远远不止PID这一招,在许多场合也未必是最佳的控制算法。对于学习能力较好的师弟也可以再去寻求一种更优秀的控制算法。PID的分类多如牛毛,例如:模糊PID、数字PID、神经元PID等等。另外,本文档是参考几十个PID相关文档资料整合而成。由于个人能力等原因,从策划、编辑、排版等花了一个多月的时间才完成此次PID算法的整合。
* J6 ^: Z+ T S1 i# i为了更有针对性和有效性,本文档主要讲解数字PID 及其变种(改进式PID):位置式和增量式。以及这两种PID的C语言编程实现、参数的调整确定和PID控制的应用。
& J+ Y( C* m9 H7 t; U我们为什么要用PID算法呢?原因很简单:* G; \% l$ j3 B! V9 a; u: b
其一,PID是一种比较成熟的控制算法,而且还有许多基于PID的变种算法(简称改进式PID)。
, u/ W; ~' X0 o( D" x其二,资料多,学习难度降低,入门快。
# T4 j$ t7 R) l0 }: O2 O% _其三,多届师兄实践过,感觉效果还不错!但每年资料成指数增长,从上届师兄那拷贝了好几G资料,讲PID控制的文档可以夸张的说跟天上的“星星”一样,看了之后眼花缭乱,而且有很多重复的。$ A5 N! s, W; u5 }- a
为了让更多人能快速上手使用PID控制算法,结合个人经验和相关文档将它浓缩如下:$ l8 F. x: k) ^6 J6 S% h' `; I
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一、什么是PID控制?
, c- K) ~9 A# K- E* R由易到难、从简到繁、结合现实和理论带你入门PID算法。以下从两个方面进行介绍:+ h; [$ a5 [/ B0 i" G0 r
1.1用生活实例谈PID, 让你有个感性的认识:
4 `: D( G0 \8 k6 M1)比方说桌子上放个物体,祥子像块金属,巴掌大小。你心里会觉得这个物体比较重,就用较大力量去拿,可是这个东西其实是海绵做的,外观被加工成了金属的样子。手一下子“拿空了”,打住了鼻子。这是怎么回事?比例作用太强了。导致你的大脑发出指令,让你的手输出较大的力矩,导致“过调”。% @( I9 w- Q- ?
2)还是那个桌子,还放着一块相同样子的东西,这一次你会用较小的力量去拿。可是东西纹丝不动。怎么回事?原来这个东西确确实实是钢铁做的。刚才你调整小了比例作用,导致比例作用过弱。导致你的大脑发出指令,命令你的手输出较小的力矩,导致“欠调”。.! R9 e$ g" ^% W
3)还是那个桌子,第三块东西样子跟前两块相同,这一次你一定会小心点了,开始力量比较小,感觉物体比较沉重了,再逐渐增加力量,最终顺利拿起这个东西。为什么顺利了呢?因为这时候你不仅使用了比例作用,还使用了积分作用,根据你使用的力量和物体重量之间的偏差,逐渐增加手的输出力量,直到拿起物品以后,你增加力量的趋势才得以停止。
+ \9 M! f% g) S这三个物品被拿起来的过程,就是一个很好的整定自动调节系统参数的过程。' p. G4 }& X6 ~/ b5 G& V
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