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白话PID控制

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出0入0汤圆

发表于 2012-3-27 08:08:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
小弟这段时间潜心研究了一下PID控制的基本原理和过程,一点点收获,与大家分享。

控制模型:人以pid控制的方式用水壶往水杯里倒印有刻度的半杯水后停下;
设定值:水杯的半杯刻度;
实际值:水杯的实际水量;
输出值:水壶的倒处数量和水杯舀出水量;
测量传感器:人的眼睛
执行对象:人
正执行:倒水
反执行:舀水
1、p 比例控制,就是人看到水杯里水量没有达到水杯的半杯刻度,就按照一定水量从水壶里王水杯里倒水或者水杯的水量多过刻度,就以一定水量从水杯里舀水出来,这个一个动作可能会造成不到半杯或者多了半杯就停下来。
说明:p比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(steady-state error)。
2、pi 积分控制,就是按照一定水量往水杯里倒,如果发现杯里的水量没有刻度就一直倒,后来发现水量超过了半杯,就从杯里往外面舀水,然后反复不够就倒水,多了就舀水,直到水量达到刻度。
说明:在积分i控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(system with steady-state error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(pi)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
3、pid 微分控制,就是人的眼睛看着杯里水量和刻度的距离,当差距很大的时候,就用水壶大水量得倒水,当人看到水量快要接近刻度的时候,就减少水壶的得出水量,慢慢的逼近刻度,直到停留在杯中的刻度。如果最后能精确停在刻度的位置,就是无静差控制;如果停在刻度附近,就是有静差控制。
说明:在微分控制d中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳,其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入“比例p”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势。这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例p+积分i+微分d(pid)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

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出0入0汤圆

发表于 2012-3-27 08:14:28 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2012-3-27 08:21:57 | 显示全部楼层
最近正在学习PID控制,多谢楼主分享

出0入0汤圆

发表于 2012-3-27 08:35:03 | 显示全部楼层
犀利  可以增加对PID的了解

出0入8汤圆

发表于 2012-3-27 08:42:01 | 显示全部楼层
PID实话说原理简单,但真正调起来就不简单了

出0入12汤圆

发表于 2012-3-27 09:12:19 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2012-3-27 13:13:56 | 显示全部楼层
实践出真知

出0入98汤圆

发表于 2012-3-27 13:18:22 | 显示全部楼层
以前在21ic还看过一个自行车过弯比喻

P:转的弯越大 车头扭的角度越大
I:车头扭转角度一定 时间越久 转弯角度越大
D:车身要保持稳定 车头要不断小幅度左右扭摆

出0入36汤圆

发表于 2012-3-27 14:12:14 | 显示全部楼层
不错,学习下

出0入0汤圆

发表于 2012-3-27 14:24:16 | 显示全部楼层
增加对PID的了解 谢谢

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2012-3-31 07:45:44 | 显示全部楼层
说句实话,以前我也不太明白什么是PID控制,后来在工作中才了解的!

出0入0汤圆

发表于 2012-3-31 07:53:42 来自手机 | 显示全部楼层
哈哈,这个够白话的,顶楼主

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2012-4-4 18:16:01 | 显示全部楼层
我们目前最常用的就是加热温度的PID控制!

出0入0汤圆

发表于 2012-4-7 12:45:54 | 显示全部楼层
rclong 发表于 2012-3-27 13:18
以前在21ic还看过一个自行车过弯比喻

P:转的弯越大 车头扭的角度越大

妙解 学习了

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2012-4-11 13:49:23 | 显示全部楼层
PID控制理论是谁发现并开始应用的?

出0入0汤圆

发表于 2012-4-14 15:30:13 | 显示全部楼层
学习了~~~

出0入0汤圆

发表于 2012-4-29 21:10:05 | 显示全部楼层
mark
学习了

出0入0汤圆

发表于 2012-4-29 23:27:48 | 显示全部楼层
学习了,之前做小车的时候,感觉PID最难的在于调节参数~不知道楼主有没有什么特别好用的方法?当时我们用的是试凑出来的。

出0入0汤圆

发表于 2012-5-2 07:58:17 | 显示全部楼层
学习了

出0入0汤圆

发表于 2012-5-8 22:08:47 | 显示全部楼层
学习了,我们把PID也用在电机控制上

出0入0汤圆

发表于 2012-5-8 22:19:33 | 显示全部楼层
lindabell 发表于 2012-3-27 08:42
PID实话说原理简单,但真正调起来就不简单了

有同感·

出0入0汤圆

发表于 2012-5-9 15:52:17 | 显示全部楼层
对PID一直不太精通的MARK。

出0入0汤圆

发表于 2012-6-27 08:27:11 | 显示全部楼层
mark

出0入0汤圆

发表于 2012-7-13 11:24:22 | 显示全部楼层
不错 学习了 很好

出0入0汤圆

发表于 2012-7-22 15:17:39 | 显示全部楼层
very good 比喻得当

出0入0汤圆

发表于 2012-7-22 15:29:30 | 显示全部楼层
mark学习了

出0入0汤圆

发表于 2012-7-31 09:24:03 | 显示全部楼层
很形象,又长知识了。
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