飞思卡尔PID车速控制函数问题？

索达客

我在智能车论坛上看到这样一段PID车速控制函数
typedef struct
{
double dState; // Last position input
double iState; // Integrator state
double iMax, iMin;
// Maximum and minimum allowable integrator state
double        iGain, // integral gain
pGain, // proportional gain
dGain; // derivative gain
} SPid;
double UpdatePID(SPid * pid, double error, double position)
{
double pTerm,
dTerm, iTerm;
pTerm = pid->pGain * error;
// calculate the proportional term
// calculate the integral state with appropriate limiting
pid->iState += error;
if (pid->iState > pid->iMax) pid->iState = pid->iMax;
else if (pid->iState
<
pid->iMin) pid->iState = pid->iMin;
iTerm = pid->iGain * iState; // calculate the integral term
dTerm = pid->dGain * (position - pid->dState);
pid->dState = position;
return pTerm + iTerm - dTerm;
}
有两个问题
1、这个函数采用的是位置式函数，还是增量式
2、double position 这个变量啥作用， 谢谢！

alcohol

位置式的，你看那误差不是没有记录累加和保存的过程，而是直接返回了么（这一点看P这部分是不是累加的即可快速判断）。

那个Position恕我眼拙，半天没看出来怎么算的微分量（一阶差分）……

596142041

这PID还带有死区么？怎么感觉还带有死区功能呢？

索达客

alcohol 发表于 2014-5-25 00:18
位置式的，你看那误差不是没有记录累加和保存的过程，而是直接返回了么（这一点看P这部分是不是累加的即可 ...

恩，找你的分析是位置式的，这个公式出自智能车论坛，http://www.znczz.com/thread-684-1-1.html  ， 发公式的人找不见了。
1、我最近在看一些PID控制方面的文档；
发现许多文档说，智能车PID最好用增量式的，可我感觉增量式的PID a,b,c 三个系数不仅含义复杂，而且不好调，而位置式的kp ki kd 含义明确。
调某个量的时候，效果立竿见影。   增量式的 a ，b ，c 每个参数都和 kp Ti  Td 相联系，调的时候牵一发而动全身，不知我这样说对不？
2、还有一个疑问就是 采用给电机PWM 波赋值问题
是不是这样的？
增量式的  就  pwm_register=上一次pwm的值（或者某一固定的值）+ PID函数的返回值
位置式的 就  pwm_register=PID函数的返回值；
也就是说 增量式的就是返回一个 △pwm 而 位置式返回的就是要给pwm_register赋的值。            

alcohol

你说的第二点是对的，形式就如你说的，但是可能还有其他的比如 占空比范围限制、非直接占空比输出等形式，但是最简化的是这样的。有了这一点的认识，下面再回来讨论你说的第一点：

第一点主要是从增量式与位置式PID的控制结果上讨论的，比如：前几拍的传感器数据都是对的，但是到了当前一拍，传感器返回数据出错（或算法解算不正确），这就导致当前一拍的控制输出是不对的（如果没有相应约束及预测算法等纠正）。位置式会直接输出一个错误的位置，而增量式输出的是一个错误的差值。这两者的结果是，由于位置为直接输出式，那么在下一拍正确的数据到来前，其误差动作很大，而增量式是在前一拍的控制输出上减去一个错误的误差值（此值往往比位置式的变化值小），输出变化没有位置式大，尽管也有错误动作，但是错误动作比位置式的小，也就是当糟糕的状况来临时，增量式更靠谱一些。

至于你说的那三个a b c，那是方便讨论输出与输入“形式”而提取出来的，如果你仍然采用kp、Ti、Td，那么调节的仍然是含义明确的这三个量，而不是a b c（也就是说，这三个量数学意义明确，但是物理意义不明确）。

索达客

索达客

alcohol 发表于 2014-5-27 12:31
你说的第二点是对的，形式就如你说的，但是可能还有其他的比如 占空比范围限制、非直接占空比输出等形式， ...

谢谢，您的回答解决困扰我很久的问题， 我以后调PID  就调 Kp Ti Td ，然后通过公式转化到各种系数当中。
下面是我写的电机增量式PID 函数，
int16 IncMotorPID()
{
    int16 dev,i;
    int16 value;
    Speed_Now=SpeedGet();
    dev=Speed_Set-Speed_Now;
    for(i=9;i>0;i--)
        DevStore=DevStore[i-1];
    DevStore[0]=dev;      // 滑动存储前10次的偏差值
   value=(int16)(Kp*((DevStore[0]-DevStore[1])+T*DevStore[0]/Ti+Td*(DevStore[0]-2*DevStore[1]+DevStore[2])/T));
   return value;
}
主循环中
    MotorValue+=IncMotorPID();// 增量叠加
    MotorSet(MotorValue); //  电机赋值
         

没加什么逻辑控制，完全按照增量式PID原始式子来的。先学习下最基本的。
  
有些疑问，
1、我的主循环用示波器测试10ms一次，算是控制周期吧， 采样周期也是10ms
请问这里的上面PID函数中 采样周期T 如何取值？  真要按实际的采样周期取值吗 T=0.01

   
2、这样给电机赋值有问题吗？
    MotorValue+=IncMotorPID();// 增量叠加
    MotorSet(MotorValue); //  电机赋值

alcohol

索达客 发表于 2014-6-4 20:23
谢谢，您的回答解决困扰我很久的问题， 我以后调PID  就调 Kp Ti Td ，然后通过公式转化到各种系数当中。 ...

这两点疑问都是对的。

那个ABC在调差不多或是单片机运算乘除法满，影响速度可以直接设置为ABC而不是K Ki Kp，知道原理即可。

索达客

谢谢！