u(t)——输出
Kp——比例放大系数
Ki——积分放大系数
e(t)——误差
u0——控制量基准值(基础偏差)
大家可以看到积分项是一个历史误差的累积值,如果光用比例控制时,我们知道要不就是达不到设定值要不就是振荡,在使用了积分项后就可以解决达不到设定值的静态误差问题,比方说一个控制中使用了PI控制后,如果存在静态误差,输出始终达不到设定值,这时积分项的误差累积值会越来越大,这个累积值乘上Ki后会在输出的比重中越占越多,使输出u(t)越来越大,最终达到消除静态误差的目的。
PI两个结合使用的情况下,我们的调整方式如下:
1、先将I值设为0,将P值放至比较大,当出现稳定振荡时,我们再减小P值直到P值不振荡或者振荡很小为止(术语叫临界振荡状态),在有些情况下,我们还可以在些P值的基础上再加大一点。
2、加大I值,直到输出达到设定值为止。
3、等系统冷却后,再重上电,看看系统的超调是否过大,加热速度是否太慢。
通过上面的这个调试过程,我们可以看到P值主要可以用来调整系统的响应速度,但太大会增大超调量和稳定时间;而I值主要用来减小静态误差。
PID控制:
因为PI系统中的I的存在会使整个控制系统的响应速度受到影响,为了解决这个问题,我们在控制中增加了D微分项,微分项主要用来解决系统的响应速度问题,其完整的公式如下:
u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) – e(t-1)]+u0
在PID的调试过程中,我们应注意以下步骤:
1、 关闭I和D,也就是设为0.加大P,使其产生振荡;
2、 减小P,找到临界振荡点;
3、加大I,使其达到目标值;重新上电看超调、振荡和稳定时间是否吻合要求;
4、 针对超调和振荡的情况适当的增加一些微分项;
5、 注意所有调试均应在最大争载的情况下调试,这样才能保证调试完的结果可以在全工作范围内均有效;
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