PID及串级PID的理解

PID及串级PID的学习

  • 比例环节(P)
  • 积分环节(I):
  • 微分环节(D):

(仅供本人学习使用)


在四轴中,PID起着至关重要的作用,对PID学习更加深入才能更了解四轴的平衡状态时如何实现的。


暂时还不理解的内容: pid中,i相当于低通滤波器,极限情况下理解: 直流信号肯定会持续积分,反而高频的噪声正负叠加被屏蔽了,所以i是低通滤波器。 而D是高通滤波器,同样极限情况下理解:直流信号微分为0,高频的噪声微分却有了值, 所以D是高通滤波器,和我们平时说到的D太大容易放大噪声造成震动等效。

比例环节(P)

当偏差存在时,进行调节作用。


积分环节(I):

即误差的累加( u(k) = err(k)+err(k-1) );
消除静差,提高控制精度。


积分分离: 但是在启动、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,从而引起较大的超调甚至是震荡。为了克服这一问题,采用积分分离的办法。
积分分离的思路为: 当当前值与期望量偏差过大时,取消积分作用;当当前值接近期望值或者是偏差较小时,引入积分控制,以达到消除静差的作用,提高精度。
积分饱和: 当系统存在一个方向的偏差时,积分项不断累加,导致当达到期望值后,积分项还处于一个方向的偏差之中,不能够及时的改变方向,就会导致实际值偏离期望值,导致系统的失控,这种现象称为积分饱和现象。防止积分饱和的一个方法之一就是抗积分饱和法。
抗积分饱和法: 在计算误差和时,首先判断上一个err是否已经超出了极限范围,当上一个err大于所设定的最大值时,则只进行另一个方向的累加,从而避免了控制量长时间处于饱和区域。

微分环节(D):

即误差之间的变化量大小;

通过偏差的变化规律来进行超前调整,使系统能够更加快速的达到期望值。


学习记录2020/12/3

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