标题: PID算法新手感悟与总结 [打印本页]
作者: Rouse    时间: 2018-4-16 17:26
标题: PID算法新手感悟与总结
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
  1. //定义变量
  2. float Kp;                       //PI调节的比例常数
  3. float Ti;                       //PI调节的积分常数
  4. float T;                        //采样周期
  5. float Ki;
  6. float ek;                       //偏差e[k]
  7. float ek1;                      //偏差e[k-1]
  8. float ek2;                      //偏差e[k-2]
  9. float uk;                       //u[k]
  10. signed int uk1;                 //对u[k]四舍五入取整
  11. signed int adjust;              //调节器输出调整量

  13. //变量初始化
  14.     Kp="4";
  15.     Ti="0"。005;
  16.     T="0".001;
  17. // 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
  18.     ek="0";
  19.     ek1=0;
  20.     ek2=0;
  21.     uk="0";
  22.     uk1=0;
  23.     adjust="0";

  25. int piadjust(float ek)  //PI调节算法
  26. {
  27.     if( gabs(ek)<0.1 )
  28.     {
  29.        adjust="0";
  30.     }
  31.     else
  32.     {     
  33.        uk="Kp"*(ek-ek1)+Ki*ek;  //计算控制增量
  34.        ek1=ek;
  35.       
  36.        uk1=(signed int)uk;
  37.        if(uk>0)
  38.        {
  39.           if(uk-uk1>=0.5)
  40.           {
  41.              uk1=uk1+1;
  42.           }
  43.        }
  44.        if(uk<0)
  45.        {
  46.           if(uk1-uk>=0.5)
  47.           {
  48.              uk1=uk1-1;
  49.           }
  50.        }
  51.        adjust="uk1";   
  52.     }        
  53.    
  54.    
  55.     return adjust;
  56. }

  58. 下面是在AD中断程序中调用的代码。
  59.       
  60.        。。。。。。。。。。。
  61.        else //退出软启动后，PID调节,20ms调节一次
  62.            {
  63.               EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust(ek);//误差较小PID调节稳住
  64.               if(EvaRegs.CMPR3>=890)
  65.               {
  66.                  EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比
  67.               }        
  68.            }
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