位置式Pid和增量式Pid的定义及应用

PID算法是一个典型的闭环控制系统。P、I、D，比例、积分、微分。
开环：输入量对输出量没有反馈作用；
闭环：输入量对输出量有反馈作用。

1. 位置式Pid

位置式Pid就是位置闭环控制，位置闭环控制就是根据编码器的脉冲累加，测量电机的位置信息，并与目标值进行比较得到一个控制偏差，然后我们对偏差进行比例积分、微分的控制，使偏差趋近于0的一个过程。

这是一个位置式pid的在stm32里的一个代码框架：
定义一个pid的函数，入口参数是编码器的位置测量值v和位置控制的目标值v1，返回值是一个pwm波。
我们通过位置式pid得到的返回值应该是一个具体的绝对的数值--pwm。
最后要把pwm赋值给相应的函数，例如电机驱动等。

2. 增量式Pid

增量式pid就是速度闭环控制，速度闭环控制是根据单位时间获取的脉冲数，测量电机的速度信息，并于目标值进行比较，得到了偏差。然后同样通过对偏差的比例、积分、微分进行控制，使偏差趋近于0的一个过程。

注意这里的pwm有一个加号，这里的pwm输出的是一个 增量；与位置式pid不同的是，位置式pid通过公式得到的pwm就是一个具体的数值，比如要得到速度是30，那位置式pid得到的pwm值可能就是3000，但增量式pid不一样，因为若原本的pwm值是2700，想要速度达到30，那此时的pwm值只有300。pwm值是一个增量，这就是增量式pid。

这个是32里的一个代码框架
他的入口参数是编码器的速度测量值v和速度控制的目标值v1

3. 增量式pid和位置式pid的区别

简单来说就是公式不同。
其实所谓的增量式Pid就是我们的控制器的输出只是控制量的增量，是 得塔pwm。
什么时候用增量式pid：当执行机构需要的控制量是增量，而不是一个绝对的数值
当我们需要绝对的数值时，就可以用位置式pid进行控制。

4 . pid算法的应用

1. 增量式pid的应用：速度环

增量式pid就是输入一个实际值和目标值，经过pid算法后会得到一个增量，最后增量以pwm的形式作用于实际值。

例如：如果目标值>实际值，那么算出来的输出量，即增量out>0，增量反馈给实际量，实际量会增大，就会更加靠近目标值；相反，如果目标值<实际值，那么算出来的输出量，即增量out<0，增量反馈给实际量，实际量会减小，就会更加靠近目标值；
要测得当前速度值是通过编码器来实现的，众所周知，编码器是测脉冲数的。
目标值是自己设定的值，实际值是编码器反映的值。运用定时器，每隔相同时间去采集一次编码器在此段时间内积累的脉冲数，脉冲数的大小就是电机实际速度的反映。 速度由脉冲数来转化。

2. 增量式pid（速度环）控制电机的应用：快准稳！

速度环：速度反馈给速度，来达到我们想要的效果。

舵机一般用PD控制，电机一般用PI就够了。

（1）快速响应：快速到达设定的目标值，减小惯性的作用。

（2）速度控制（准、稳）：带负载速度也不改变

（3）代码讲解:变量、公式、限幅

每10ms读取一次编码器的值的原因：因为pid的原理是不断减小设定值与当前值的差距，所以我们需要定时器在一个很短的频率内获取当前值，然后代入pid公式内与目标值做计算，让当前值越来越接近目标值。

3. 位置式pid的应用：位置环

位置式pid就是输入一个实际值和目标值，经过pid算法后会得到一个准确的值，以pwm的形式作为实际值，让实际值去靠近目标值的过程。

位置环顾名思义就是控制位置，控制位置首先要测得当前的位置，测得这个位置的方式，也是通过编码器来实现。众所周知，编码器是测脉冲数的。 速度由脉冲数来转化。但是我们这里不用转化，因为测的不是速度，这里的脉冲数我们直接拿来用，但是并不是直接拿来用，因为我们要测的是累计的脉冲数。
例如：转一圈是100个脉冲，那要转3圈则是300个脉冲，可是每转一圈记录的脉冲数都会清零，所以我们要累加才能达到我们指定的效果。

串级pid：用指定的速度去达到指定的圈数就叫串级pid。串级也就是串联。
例如一个速度pid算法加上一个位置pid算法，这就叫双闭环。

一般做循迹小车用速度速度环就够了。