算法研究NO6.PID研究

PID参数定性分析

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位置型PID的参数整定过程一般是,先整定KP,然后整定KI,最后整定KD;对比位置型PID与增量型PID的数学表达式,可以发现位置型KP和增量型KI一样,位置型KI和增量型KD一样,位置型KD和增量型KP一样。这样,增量型PID应该先整定KI,然后整定KD,最后整定KP。这一点需要特别注意,弄错顺序的话会发现整定规律完全不适用的。

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在机器人上进行具体PID整定操作之前,先对整定原理做一些讲解。下面的表述是针对增量型PID的,即KI为比例参数、KD为积分参数、KP为微分参数。这里使用试凑法对miiboo机器人底盘的增量PID参数进行整定:

第1步:

首先只整定比例部分。比例系数KI由小变大,观察相应的系统响应,直到得到反应快,超调小的响应曲线。系统若无静差或静差已小到允许范围内,并且响应效果良好,那么只须用比例调节器即可。

第2步:

若稳态误差不能满足设计要求,则需加入积分控制。整定时先置KD为较小值,并将经第1步整定得到的KI减小些( 如缩小为原值的0.8倍 ),然后增大KD,并使系统在保持良好动态响应的情况下,消除稳态误差。这种调整可根据响应曲线的状态,反复改变KI及KD,以期得到满意的控制过程。

第3步:

若使用比例-积分调节器消除了稳态误差,但动态过程仍不能满意,则可加入微分环节。在第2步整定的基础上,逐步增大KP,同时相应地改变KI和KD,逐步试凑以获得满意的调节效果。

参考资料:

1.多旋翼无人机开发技术储备系列—控制系统设计专题(一)——PID控制算法:

http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=299861&extra=page%3D1

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