PID算法新手感悟与总结

ID:309370 · 发表于 2018-4-16 17:26

作为新手接触PID算法，略有些感悟，特将此总结作为记录
PID控制器参数选择的方法很多，例如试凑法、临界比例度法、扩充临界比例度法等。但是，对于PID控制而言，参数的选择始终是一件非常烦杂的工作，需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。依据经验，一般PID参数确定的步骤如下：
(1) 确定比例系数Kp
确定比例系数Kp时，首先去掉PID的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为
纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60％～70％，比例系数Kp由0开始逐渐增大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例系数Kp逐渐减小，直至系统振荡消失。记录此时的比例系数Kp，设定PID的比例系数Kp为当前值的60％～70％。
(2) 确定积分时间常数Ti
比例系数Kp确定之后，设定一个较大的积分时间常数Ti，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，然后再反过来，逐渐增大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150％～180％。
(3) 确定微分时间常数Td
微分时间常数Td一般不用设定，为0即可，此时PID调节转换为PI调节。如果需要设定，则与确定Kp的方法相同，取不振荡时其值的30％。
(4) 系统空载、带载联调
对PID参数进行微调，直到满足性能要求。

PID控制器参数选择的方法很多，例如试凑法、临界比例度法、扩充临界比例度法等。但是，对于PID控制而言，参数的选择始终是一件非常烦杂的工作，需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。依据经验，一般PID参数确定的步骤如下：
(1)       确定比例系数Kp
确定比例系数Kp时，首先去掉PID的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为
纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60％～70％，比例系数Kp由0开始逐渐增大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例系数Kp逐渐减小，直至系统振荡消失。记录此时的比例系数Kp，设定PID的比例系数Kp为当前值的60％～70％。
(2)       确定积分时间常数Ti
比例系数Kp确定之后，设定一个较大的积分时间常数Ti，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，然后再反过来，逐渐增大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150％～180％。
(3)       确定微分时间常数Td
微分时间常数Td一般不用设定，为0即可，此时PID调节转换为PI调节。如果需要设定，则与确定Kp的方法相同，取不振荡时其值的30％。
(4)       系统空载、带载联调
对PID参数进行微调，直到满足性能要求。

PID代码

//定义变量
float Kp; //PI调节的比例常数
float Ti; //PI调节的积分常数
float T; //采样周期
float Ki;
float ek; //偏差e[k]
float ek1; //偏差e[k-1]
float ek2; //偏差e[k-2]
float uk; //u[k]
signed int uk1; //对u[k]四舍五入取整
signed int adjust; //调节器输出调整量
//变量初始化
Kp="4";
Ti="0"。005;
T="0".001;
// Ki="KpT/Ti"=0.8，微分系数Kd=KpTd/T=0.8,Td=0.0002,根据实验调得的结果确定这些参数
ek="0";
ek1=0;
ek2=0;
uk="0";
uk1=0;
adjust="0";
int piadjust(float ek) //PI调节算法
{
if( gabs(ek)<0.1 )
{
adjust="0";
}
else
{
uk="Kp"*(ek-ek1)+Ki*ek; //计算控制增量
ek1=ek;
uk1=(signed int)uk;
if(uk>0)
{
if(uk-uk1>=0.5)
{
uk1=uk1+1;
}
}
if(uk<0)
{
if(uk1-uk>=0.5)
{
uk1=uk1-1;
}
}
adjust="uk1";
}
return adjust;
}
下面是在AD中断程序中调用的代码。
。。。。。。。。。。。
else //退出软启动后，PID调节,20ms调节一次
{
EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust(ek);//误差较小PID调节稳住
if(EvaRegs.CMPR3>=890)
{
EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比
}
}

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