增量式PID控制算法 量式PID控制算法 2009-07-18 10:33 (转载 出处blog.ednchina.com/tengjingshu )blog.ednchina.com/tengjingshu/211739/message.aspx# 当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动步进电动机)时,需要用PID的“增量算法”. 增量式PID控制算法可以通过(2-4)式推导出.由(2-4)可以得到控制器的第k-1个采样时刻的输出值为: (2-5) 将(2-4)与(2…

PID算法简单剖析如下: 1.首先我们来看一下PID系统的基本组成模块: 如图所示,图中相关参数的表示如下: r(t):系统实际上需要的输出值,这是一个标准值,在我们设定了之后让这个系统去逼近的一个值(随时间变化的原因是,我们对系统的需求不同才会改变!) y(t):系统当前的输出值,这个值应该需要趋近于我们设定的值,当我们没有增加PID控制模块之前,它是由被控对象通过r(t)输入直接产生的. e(t):系统由于某些扰动,导致的系统产生的偏差,实际输出的值和想要设定的初始值r(t)的差值. u(t…

PID控制算法是工业界使用极其广泛的一个负反馈算法,相信这个算法在做系统软件时也有用武之处,这里摘录了知乎上的一篇文章,后面学习更多后自己总结一篇 以下为原文: PID控制应该算是应用非常广泛的控制算法了.小到控制一个元件的温度,大到控制无人机的飞行姿态和飞行速度等等,都可以使用PID控制.这里我们从原理上来理解PID控制. PID(proportion integration differentiation)其实就是指比例,积分,微分控制.先把图片和公式摆出来,看不懂没关系.(一开始看这个算法…

PID控制算法 四轴如何起飞的原理 四轴飞行器的螺旋桨与空气发生相对运动,产生了向上的升力,当升力大于四轴的重力时四轴就可以起飞了. 四轴飞行器飞行过程中如何保持水平: 我们先假设一种理想状况:四个电机的转速是完全相同的 是不是我们控制四轴飞行器的四个电机保持同样的转速,当转速超过一个临界点时(升力刚好抵消重力)四轴就可以平稳的飞起来了呢? 答案是否定的,由于四个电机转向相同,四轴会发生旋转.我们控制四轴电机1和电机3同向,电机2电机4反向,刚好抵消反扭矩,巧妙的实现了平衡: 实际上由于电机和螺…

本节是PID控制算法的C语言实现系列的最后一节,前面8节中,已经分别从PID的实现到深入的过程进行了一个简要的讲解,从前面的讲解中不难看出,PID的控制思想非常简单,其主要问题点和难点在于比例.积分.微分环节上的参数整定过程,对于执行器控制模型确定或者控制模型简单的系统而言,参数的整定可以通过计算获得,对于一般精度要求不是很高的执行器系统,可以采用拼凑的方法进行实验型的整定. 然而,在实际的控制系统中,线性系统毕竟是少数,大部分的系统属于非线性系统,或者说是系统模型不确定的系统,如果控制精度要求…

在PID控制算法的C语言实现九中,文章已经对模糊PID的实质做了一个简要说明.本来打算等到完成毕业设计,工作稳定了再着力完成剩下的部分.鉴于网友的要求和信任,抽出时间来,对模糊PID做一个较为详细的论述,这里我不打算做出仿真程序了,但就基本概念和思路进行一下说明,相信有C语言基础的朋友可以通过这些介绍性的文字自行实现.这篇文章主要说明一下模糊算法的含义和原理. 实际上模糊算法属于智能算法,智能算法也可以叫非模型算法,也就是说,当我们对于系统的模型认识不是很深刻,或者说客观的原因导致我们无法对系统…

(1)微分先行PID控制算法 微分先行PID控制的特点是只对输出量yout(k)进行微分,而对给定值rin(k)不进行微分.这样,在改变给定值时,输出不会改变,而被控量的变化通常是比较缓和的.这种输出量先行微分控制适用于给定值rin(k)频繁升降的场合,可以避免给定值升降时引起系统振荡,从而明显地改善了系统的动态特性 (2)不完全微分PID控制算法 在PID控制中,微分信号的引入可改善系统的动态特性,但也易引进高频 干扰,在误差扰动突变时尤其显出微分项的不足.若在控制算法中加入低通滤波器,则可使…

变积分PID可以看成是积分分离的PID算法的更一般的形式.在普通的PID控制算法中,由于积分系数ki是常数,所以在整个控制过程中,积分增量是不变的.但是,系统对于积分项的要求是,系统偏差大时,积分作用应该减弱甚至是全无,而在偏差小时,则应该加强.积分系数取大了会产生超调,甚至积分饱和,取小了又不能短时间内消除静差.因此,根据系统的偏差大小改变积分速度是有必要的. 变速积分的基本思想是,设法改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应:偏差越大,积分越慢:反之则越快,有利于提高系统品质. 设置系数f…

本系列是转载............. 全部的程序有一个共同点:就是我没认真去调pid的参数 在工业应用中PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一,是当之无愧的万能算法,如果能够熟练掌握PID算法的设计与实现过程,对于一般的研发人员来讲,应该是足够应对一般研发问题了,而难能可贵的是,在我所接触的控制算法当中,PID控制算法又是最简单,最能体现反馈思想的控制算法,可谓经典中的经典.经典的未必是复杂的,经典的东西常常是简单的,而且是最简单的,想想牛顿的力学三大定律吧,想想爱因斯坦的质能方程吧,何等的…

上面一篇文章讲了一下PID算法中的三个常量大致的在PID算法中起的一个作用,但在实际的使用中,究竟应该如何调节(或者用更加专业的话说是整定)PID控制算法的三个.首先可以将KP,KI,KD三个常量全部设为一,观察一下系统的调节情况是不是过快.大致确定输出控制量的结果需要右移多少位来做最终的控制量.然后将KI,KD设为0,KP从0一直逐渐增加试探,直到被控制量有一定超调,且有一定的小震荡.此时kp算调节到差不多了.我们可以继续调节Ki,通过增大Ki使被控制量最终平稳下来的值尽可能是我们设定的值.积…

参考: PID控制器开发笔 浅谈位置式PID 专家PID控制在快速系统中的仿真及应用(这篇了论文介绍的积分分离PID.专家PID(脚本实现和simulink实现)很详细) PID控制算法的C语言实现一 PID算法原理 在工业应用中PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一,是当之无愧的万能算法,如果能够熟练掌握PID算法的设计与实现过程,对于一般的研发人员来讲,应该是足够应对一般研发问题了,而难能可贵的是,在我所接触的控制算法当中,PID控制算法又是最简单,最能体现反馈思想的控制算法,可谓经典中的…

所谓的积分饱和现象是指如果系统存在一个方向的偏差,PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大,从而导致执行机构达到极限位置,若控制器输出U(k)继续增大,执行器开度不可能再增大,此时计算机输出控制量超出了正常运行范围而进入饱和区.一旦系统出现反向偏差,u(k)逐渐从饱和区退出.进入饱和区越深则退出饱和区时间越长.在这段时间里,执行机构仍然停留在极限位置而不随偏差反向而立即做出相应的改变,这时系统就像失控一样,造成控制性能恶化,这种现象称为积分饱和现象或积分失控现象. 防止积分饱和的方法之一就…

在普通PID控制中,引入积分环节的目的主要是为了消除静差,提高控制精度.但在过程的启动.结束或大幅度增减设定时,短时间内系统输出有很大的偏差,会造成PID运算的积分积累,致使控制量超过执行机构可能允许的最大动作范围对应的极限控制量,引起系统较大的振荡,这在生产中是绝对不允许的. 积分分离控制基本思路是,当被控量与设定值偏差较大时,取消积分作用,以免由于积分作用使系统稳定性降低,超调量增大:当被控量接近给定量时,引入积分控制,以便消除静差,提高控制精度 具体实现的步骤是: 1.根据实际情况,人为设…

/*------------------------------------------- 2 位置型PID C实现(控制电机转速) --------------------------------------------*/ //(1)定义PID 结构体变量 struct pid { float SetSpeed; //设定速度 float ActualSpeed; //实际值 float err; //k,定义偏差值 float err_last; //k-1,上一个偏差值 float er…

上一节中已经抽象出了位置性PID和增量型PID的数学表达式,这一节,重点讲解C语言代码的实现过程,算法的C语言实现过程具有一般性,通过PID算法的C语言实现,可以以此类推,设计其它算法的C语言实现. /*------------------------------------------- 位置型PID C实现(控制电机转速) --------------------------------------------*/ #include <iostream> using namespace s…

  PID控制应该算是应用非常广泛的控制算法了.小到控制一个元件的温度,大到控制无人机的飞行姿态和飞行速度等等,都可以使用PID控制.这里我们从原理上来理解PID控制. PID(proportion integration differentiation)其实就是指比例,积分,微分控制.先把图片和公式摆出来,看不懂没关系.(一开始看这个算法,公式能看懂,具体怎么用怎么写代码也知道,但是就是不知道原理,不知道为什么要用比例,微分,积分这3个项才能实现最好的控制,用其中两个为什么不行,用了3个项能好…

1.matlab模糊控制工具箱:http://blog.csdn.net/gameboy12615/article/details/6367459 2.书籍:先进PID控制MATLAB仿真/刘金琨著 3.http://blog.sina.com.cn/s/blog_824188eb0102wflu.html 一.模糊控制 1. 模糊控制器的组成: 模糊化:主要作用是选定模糊控制器的输入量,并将其转换为系统可识别的模糊量 对输入量进行满足模糊控制需求的处理: 对输入量进行尺度转换: 确定个输入量的…

http://blog.csdn.net/huangkangying/article/details/78129148 https://zh.wikipedia.org/wiki/PID%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8 http://www.dfrobot.com.cn/community/thread-14783-1-1.html http://robotsforroboticists.com/pid-control/ http://brettbeauregard.com…

这几天一直在考虑如何能够把这一节的内容说清楚,对于PID而言应用并没有多大难度,按照基本的算法设计思路和成熟的参数整定方法,就算是没有经过特殊训练和培训的人,也能够在较短的时间内容学会使用PID算法.可问题是,如何能够透彻的理解PID算法,从而能够根据实际的情况设计出优秀的算法呢. 通过讲述公式和基本原理肯定是最能说明问题的,可是这样的话怕是犯了“专家”的错误了.对于门槛比较低的技术人员来讲,依然不能透彻理解.可是说的入耳了,能不能透彻说明也是一个问题,所以斟酌了几天,整理了一下思路才开始完成P…

在PID控制律中积分项的作用是消除余差,为了减小余差,应提高积分项的运算精度,为此,可将矩形积分改为梯形积分. 梯形积分的计算公式为: pid.voltage=pid.Kp*pid.err+index*pid.Ki*pid.integral/2+pid.Kd*(pid.err-pid.err_last); 不是太明白这个??????(第一个数值不一样了,貌似输出的数据值的数目少了,没数过,其他没看出啥区别)…

上一节中,我论述了PID算法的基本形式,并对其控制过程的实现有了一个简要的说明,通过上一节的总结,基本已经可以明白PID控制的过程.这一节中先继续上一节内容补充说明一下. 1.说明一下反馈控制的原理,通过上一节的框图不难看出,PID控制其实是对偏差的控制过程; 2.如果偏差为0,则比例环节不起作用,只有存在偏差时,比例环节才起作用. 3.积分环节主要是用来消除静差,所谓静差,就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值,积分环节实际上就是偏差累计的过程,把累计的误差加到原有系统上以抵消系统造成的静差.…

真遗憾,第二篇章没能够发表到首页上去.趁热打铁.把最终篇——代码篇给发上来. 代码的设计思想请移步前两篇文章 //pid.h #ifndef __PID__ #define __PID__ /*PID = Uk + KP*[E(k)-E(k-1)]+KI*E(k)+KD*[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)];(增量型PID算式) 函数入口: RK(设定值),CK(实际值),KP,KI,KD 函数出口: U(K)*/ typedef struct PIDValue { int8 KP; in…

电赛训练了大半个暑假,人渐渐开始进入到了疲倦期.既然这样那就好好休息下自己也好吧. 休息也不能光休息,乘机把平常写过的一些东西好好整理也好. 从第一次训练开始我们就接触到了一个新的名词——PID控制理论.接触这个理论时间还是挺早的.大二某天晚上与学长“促膝交谈”时他就有跟我提起过这个算法.当初他给我说的一个应用的场合就是在智能小车两个轮子速度的控制上,通过pid使得两个轮子的速度尽可能接近相等.那个时候就感觉很纠结,速度控制直接左边慢一点就给左边加速,反之给右边加速.但真正当第一个题目(恒温水壶…

http://wenku.baidu.com/link?url=_u7LmA1-gzG5H8DzFYsrbttaLdvhlHVn5L54pgxgUiyyJK_eWtX0LbS7d0SEbHtHzAoKJdTXifqgXv4erwz35cPM91t_ZuNehKijw22d-RK…

位置式PID与增量式PID算法  PID控制是一个二阶线性控制器     定义:通过调整比例.积分和微分三项参数,使得大多数的工业控制系统获得良好的闭环控制性能.     优点             a. 技术成熟        b. 易被人们熟悉和掌握        c. 不需要建立数学模型        d. 控制效果好        e. 鲁棒性       通常依据控制器输出与执行机构的对应关系,将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID两种. 1  位置式PID控制算法 基本…

转载:http://blog.sina.com.cn/s/blog_408540af0100b17n.html http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_211739.HTM 最近看了一些文献,发现其中一些文献标题写着是用增量式PID控制,但是看表达式似乎仍是位置式PID控制.不知是他弄错了,还是我的理解错了,下面根据我的理解比较一下位置式PID与增量式PID控制. 首先看表达式,这里采用离散形式. 位置式PID控制: 增量式PID控制: 从表达式我们可以得出以下…

PID控制是一个二阶线性闭环控制器,通过调整比例.积分和微分三项参数,使得大多数的工业控制系统获得良好的闭环控制性能.PID控制优点:a. 技术成熟,b. 易被人们熟悉和掌握,c. 不需要建立数学模型,d. 控制效果好,e. 鲁棒性. 一. 模拟量PID控制算法 模拟量PID控制器的基本算式为: 式中 u(t)——控制器(或调节器)的输出: e(t)——控制器的输入(通常是设定值与被控量之差,即e(t)=r(t)-c(t)): Kp——比例放大系数: Ti ——积分时间: Td——微分时间. 模…

不管是基本的PID控制还是变形的PID控制算法,其核心都是对输入信号(设定值信号.测量信号或者偏差信号等)做基本的比例.积分.微分运算,最终提供给被控过程良好的调节信号. 在过程控制仪表,特别是在数字仪表内部,设定值一般是通过操作界面用键盘或通过与上位机数字通信进行快速变更的.而微分动作是建立在对未来时刻控制误差的基础上的.常规的PID控制,当设定值不变时,微分不起作用:而当设定值调整时,往往属于阶跃式变化,微分对其不仅不具有预测作用,而且还会给过程造成冲击(常称做"微分冲击"),故一…

前面我们讨论了经典的数字PID控制算法及其常见的改进与补偿算法,基本已经覆盖了无模型和简单模型PID控制经典算法的大部.再接下来的我们将讨论智能PID控制,智能PID控制不同于常规意义下的智能控制,是智能算法与PID控制算法的结合,是基于PID控制器的智能化优化. 在本章我们首先来探讨一下专家PID算法.正如前面所说,专家PID算法是专家系统与PID算法的结合与应用优化,所以我们接下来先简单了解专家控制. 1.专家控制的基本思想 专家控制是智能控制的一个分支,是专家系统的理论和技术同控制理论.方…

对于一般的PID控制系统来说,当设定值发生较大的突变时,很容易产生超调而使系统不稳定.为了解决这种阶跃变化造成的不利影响,人们发明了步进式PID控制算法. 1.步进式PID的基本思想 所谓步进式PID算法,实际就是在设定值发生阶跃变化时,不直接对阶跃信号进行响应,而是在一定的时间内逐步改变设定值,直至使设定值达到目标值.这种逐步改变设定值的办法使得对象运行平稳.适用于高精度伺服系统的位置跟踪. 佷显然,这一方法并未改变PID控制器本身,而是对设定值做了前期处理.所以其结构框图与控制方程与其他的P…