PID算法新手感悟與總結

ID:309370 · 發表于 2018-4-16 17:26

作為新手接觸PID算法，略有些感悟，特將此總結作為記錄
PID控制器參數選擇的方法很多，例如試湊法、臨界比例度法、擴充臨界比例度法等。但是，對于PID控制而言，參數的選擇始終是一件非常煩雜的工作，需要經過不斷的調整才能得到較為滿意的控制效果。依據經驗，一般PID參數確定的步驟如下：
(1) 確定比例系數Kp
確定比例系數Kp時，首先去掉PID的積分項和微分項，可以令Ti=0、Td=0，使之成為
純比例調節。輸入設定為系統允許輸出最大值的60％～70％，比例系數Kp由0開始逐漸增大，直至系統出現振蕩；再反過來，從此時的比例系數Kp逐漸減小，直至系統振蕩消失。記錄此時的比例系數Kp，設定PID的比例系數Kp為當前值的60％～70％。
(2) 確定積分時間常數Ti
比例系數Kp確定之后，設定一個較大的積分時間常數Ti，然后逐漸減小Ti，直至系統出現振蕩，然后再反過來，逐漸增大Ti，直至系統振蕩消失。記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150％～180％。
(3) 確定微分時間常數Td
微分時間常數Td一般不用設定，為0即可，此時PID調節轉換為PI調節。如果需要設定，則與確定Kp的方法相同，取不振蕩時其值的30％。
(4) 系統空載、帶載聯調
對PID參數進行微調，直到滿足性能要求。

PID控制器參數選擇的方法很多，例如試湊法、臨界比例度法、擴充臨界比例度法等。但是，對于PID控制而言，參數的選擇始終是一件非常煩雜的工作，需要經過不斷的調整才能得到較為滿意的控制效果。依據經驗，一般PID參數確定的步驟如下：
(1)       確定比例系數Kp
確定比例系數Kp時，首先去掉PID的積分項和微分項，可以令Ti=0、Td=0，使之成為
純比例調節。輸入設定為系統允許輸出最大值的60％～70％，比例系數Kp由0開始逐漸增大，直至系統出現振蕩；再反過來，從此時的比例系數Kp逐漸減小，直至系統振蕩消失。記錄此時的比例系數Kp，設定PID的比例系數Kp為當前值的60％～70％。
(2)       確定積分時間常數Ti
比例系數Kp確定之后，設定一個較大的積分時間常數Ti，然后逐漸減小Ti，直至系統出現振蕩，然后再反過來，逐漸增大Ti，直至系統振蕩消失。記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150％～180％。
(3)       確定微分時間常數Td
微分時間常數Td一般不用設定，為0即可，此時PID調節轉換為PI調節。如果需要設定，則與確定Kp的方法相同，取不振蕩時其值的30％。
(4)       系統空載、帶載聯調
對PID參數進行微調，直到滿足性能要求。

PID代碼

//定義變量
float Kp; //PI調節的比例常數
float Ti; //PI調節的積分常數
float T; //采樣周期
float Ki;
float ek; //偏差e[k]
float ek1; //偏差e[k-1]
float ek2; //偏差e[k-2]
float uk; //u[k]
signed int uk1; //對u[k]四舍五入取整
signed int adjust; //調節器輸出調整量
//變量初始化
Kp="4";
Ti="0"。005;
T="0".001;
// Ki="KpT/Ti"=0.8，微分系數Kd=KpTd/T=0.8,Td=0.0002,根據實驗調得的結果確定這些參數
ek="0";
ek1=0;
ek2=0;
uk="0";
uk1=0;
adjust="0";
int piadjust(float ek) //PI調節算法
{
if( gabs(ek)<0.1 )
{
adjust="0";
}
else
{
uk="Kp"*(ek-ek1)+Ki*ek; //計算控制增量
ek1=ek;
uk1=(signed int)uk;
if(uk>0)
{
if(uk-uk1>=0.5)
{
uk1=uk1+1;
}
}
if(uk<0)
{
if(uk1-uk>=0.5)
{
uk1=uk1-1;
}
}
adjust="uk1";
}
return adjust;
}
下面是在AD中斷程序中調用的代碼。
。。。。。。。。。。。
else //退出軟啟動后，PID調節,20ms調節一次
{
EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust(ek);//誤差較小PID調節穩住
if(EvaRegs.CMPR3>=890)
{
EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比
}
}

復制代碼

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密碼			立即注冊

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