PID算法基础

1.基础介绍        

        PID(比例-积分-微分)是一种常用的控制器,通常用于调节过程控制系统中的稳态误差。它是由三个基本部分组成的:比例(P)、积分(I)和微分(D)。

  1. 比例部分:它是最简单和最基本的部分,主要作用是纠正偏差。当系统偏离目标值时,比例部分会根据偏差的大小产生一个相应的输出,以尝试将系统带回目标值。
  2. 积分部分:这部分的作用是消除系统的稳态误差。只要系统存在误差,积分部分就会产生一个相应的输出,以尝试将系统带回目标值。
  3. 微分部分:这部分的作用是预测误差的变化趋势。它根据误差的变化速度来产生输出,试图预测未来的误差,从而提前进行调节。

        在PID控制系统中,这三个部分的组合输出是一个加权平均值,它决定了系统如何对偏差进行纠正。通过调整这三个部分的权重,可以改变系统的动态性能和稳定性。

        PID控制器的公式可以表示为:u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt。

        其中,u(t)是控制器在时间t输出的控制信号(也就是控制器的输出),Kp是比例系数(也就是比例增益),Ki是积分系数(也就是积分增益),Kd是微分系数(也就是微分增益),e(t)是控制器的输入信号与期望值之间的误差,de(t)/dt是误差的导数,即误差的变化率。

        这个公式表示PID控制器根据当前误差和误差的变化率进行控制信号的计算。比例项࿰

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