slamugv使用说明--6.电机pid调速--上

五．电机Pid控制：
1.直流电机调速系统原理

给定速度n0(t)与实际转速进行比较n(t) ,其差值 e（t）= n0(t)-n(t),经过pid控制器调整后输出电压控制信号u(t),
模拟pid控制规律

1. 比例部分：
   比例部分数学表达式是：
   在模拟pid控制器中，比例环节的作用是对偏差瞬间做出反应。偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，使控制器往偏差方向少的地方发展。控制的强弱取决于比例系数，比例系数越大，控制作用越强，则过度过程越快，控制过程的静态偏差也就越小；但是越大，越容易产生振荡，破坏系统的稳定性。所以比例系数必须恰当，才能过度时间少，静差小而稳定的效果。
2. 积分部分
   积分部分的数学表达式是：
   从积分部分数学表达式可以知道，只要存在偏差，它的控制作用就不断的增加；只有在偏差e(t)=0时，它的积分才能是一个常数，控制作用才是一个不会增加的常数。所以，积分可以消除系统的偏差。
   积分调节虽然会消除静态误差，但是也会降低系统响应速度，增加系统超调量。积分常数Ti越大，积分积累的作用越弱，这个时候系统在过渡时不会产生振荡；但是增大积分常数会减慢静态误差的消除过程，消除偏差所需要的时间也比较长，但是可以减少超调量，提高系统的稳定性。当Ti较小时，则积分的作用较强，这时系统过渡时间有可能会产生振荡吧，不过消除偏差所需的时间较短，所以必须根据实际的具体要求来确定Ti。
3. 微分部分
   微分部分的数学表达式：
   实际的控制系统中除了希望消除静态误差之外还要加快调节过程。在偏差变化的瞬间，不但要对偏差量做出立即响应（比例环作用），而且要根据偏差的变化趋势预先给出适当纠正。为了实现这一作用，需要在Pi控制上加入微分调节，形成完整的Pid控制
   微分环节的作用是阻止偏差的变化，他根据偏差的变化趋势（变化速度）进行控制。偏差的变化越快，微分控制器的输出就越大，并能在偏差变大职权进行修正。微分的引入，将有助于减少超调量，克服振荡，使系统趋于稳定，特别对高阶系统有利，它加快了系统跟踪的速度。但是微分的作用对输入信号的噪声很敏感，对那些噪声大的系统一般不用微分，或在微分起作用之前先对输入信号进行滤波。
   微分部分的作用由微分时间常数Td决定，Td越大时，则它抑制偏差e(t)变化作用越强；Td越小时，则它的反抗偏差e(t)变化作用越弱。微分部分显然对系统稳定有很大作用。
   适当的选择微分常数Td,可以使微分作用达到最优。

通常在电机pid控制中，主要是是pi控制，因为计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差计算控制量，而不能像模拟控制那样连续输出控制量，进行连续控制。由于这个特点公式中的积分项和微分项不能直接使用，必须离散化处理。
这个就下次再谈