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求大神解释下PID算法，怎么学习和入手

crustycrab 2017-07-25 浏览量：756

PID算法是微分，积分，比例，求懂得大哥哥，漂亮姐姐们告知一下，怎么去学习和理解

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王奕
以小车纵向控制举例说明PID的一些理解。
（一）首先，为什么要做PID？
由于外界原因，小车的实际速度有时不稳定，这是其一，
要让小车以最快的时间达达到既定的目标速度，这是其二。
速度控制系统是闭环，才能满足整个系统的稳定要求，必竟速度是系统参数之一，这是其三.
小车调速肯定不是线性的，外界因素那么多，没人能证明是线性的。如果是线性的，直接用P就可以了。
比如在PWM=60%时，速度是2M/S，那么你要它3M/S，就把PWM提高到90%。因为90/60=3/2，这样一来太完美了。
完美是不可能的。
那么不是线性的，要怎么怎么控制PWM使速度达到即定的速度呢？即要快，又要准，又要狠。（即快准狠
）系统这个速度的调整过程就必须通过某个算法调整，一般PID就是这个所用的算法。
可能你会想到，如果通过编码器测得现在的速度是2.0m/s,要达到2.3m/s的速度，那么我把pwm增大一点不
就行了吗？是的，增大pwm多少呢？必须要通过算法，因为PWM和速度是个什么关系，对于整个系统来说，谁也
不知道。要一点一点的试，加个1%,不够，再加1%还是不够，那么第三次你还会加1%吗？很有可能就加2%了。
通过PID三个参数得到一个表达式：△PWM=a *△V1+b *△V2+c *△V3,a b c是通过PID的那个长长的公式展开
，然后约简后的数字，△V1 ，△V2 ，△V3 此前第一次调整后的速度差 ,第二次调整后的速度差,第三次。。
。。。一句话，PID要使当前速度达到目标速度最快，需要建立如何调整pwm和速度之间的关系。

输入输出是什么：
输入就是前次速度，前前次速度，前前前次速度。
输出就是你的PWM应该增加或减小多少。
http://www.eefocus.com/jinshaomin/blog/14-03/302333_20af9.html
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王奕
- 发布于2017-07-25
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chen0000009
这个算法最开始是只有一个比例的，就是只有P，但是在单纯使用比例放大时会遇到一些问题，比如偏离原控制目标，于是后来有了PD和PI两种控制方法。PD即比例微分控制，此种控制方法具有超前预见性，能够根据信号变化的趋势及时做出调整，但是会将高频干扰信号加以放大；PI即比例加积分控制，此种控制方法能够引入一个开环零点，有效改善稳态性能。最后人们结合这两种控制方法的特点提出了PID算法。
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chen0000009
- 发布于2017-07-25
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MOP
比例響應
PID 控制原理的第一個重要概念是比例響應。比例元件僅會因設定點與程序變數之間的差異而有所不同。這項差異稱為「誤差項」。「比例增益」(K_c) 決定了錯誤訊號對輸出響應的比例。例如，當誤差項程度達到 10 時，5 的比例增益會產生 50 的比例響應。一般而言，增加比例增益會同時增加控制系統響應速度。不過，當比例增益太大時，程序變數就會開始震盪。當 K_c 進一步增加時，震盪幅度會變得更大，系統也會變得不穩定，甚至造成震盪失控。

圖 4. 基本 PID 控制演算法的程式圖。

積分響應
積分響應是了解 PID 控制教學中的第二個重要概念。積分元件會在一段時間後將誤差項加總。結果會變成就算是小小的誤差項，也會導致積分元件緩慢增加。積分響應會隨著時間經過持續增加 (但誤差為零時則例外)，因此其影響在於讓穩態誤差趨近於零。「穩態誤差」指的是程序變數與設定點之間的最終差異。當積分動作滿足控制器的過程中，不會導致控制器使誤差訊號趨於零時，就會產生稱為「積分終結」的現象。

微分響應
PID 控制原理的第三個重要概念是微分響應。當程序變數快速增加時，微分元件會讓輸出減少。微分響應與程序變數的變更速率成比例增減。增加微分時間 (T_d) 參數會導致控制系統對誤差項中的變化反應更加強烈，而且會增加整體控制系統響應的速度。大多數實務上的控制系統都使用很小的微分時間 (T_d)，這是因為微分響應對於程序變數訊號中的雜訊非常敏感。當感測器反饋訊號出現雜訊，或當控制迴圈速率太慢，微分響應會讓控制系統變得不穩定
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