初學(xué)PID的理論理解 要想真正掌握PID 還需要真正的實(shí)踐
單回路：就是只有一個(gè) PID 的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 串級(jí)：一個(gè) PID 不夠用怎么辦？把兩個(gè) PID 串接起來，形成一個(gè)串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。又叫雙 回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 主調(diào)：串級(jí)系統(tǒng)中，要調(diào)節(jié)被調(diào)量的那個(gè) PID 叫做主調(diào)。 副調(diào)：串級(jí)系統(tǒng)中，輸出直接去指揮執(zhí)行器動(dòng)作的那個(gè) PID 叫做副調(diào) 動(dòng)態(tài)偏差：在調(diào)節(jié)過程中，被調(diào)量和設(shè)定值之間的偏差隨時(shí)改變，任意時(shí)刻兩者之間的 偏差叫做動(dòng)態(tài)偏差 靜態(tài)偏差：調(diào)解趨于穩(wěn)定之后，被調(diào)量和設(shè)定值之間還存在的偏差叫做靜態(tài)偏差。 回調(diào)：調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)作用顯現(xiàn)，使得被調(diào)量開始由上升變?yōu)橄陆�，或者由下降變�(yōu)樯仙?/font> 階躍：被觀察的曲線呈垂直上升或者下降，這種情況在異常情況下是存在的，比如人為 修改數(shù)值，或者短路開路。
一、 P 純比例作用趨勢(shì)圖的特征分析 一般來說，設(shè)定值不會(huì)經(jīng)常改變，那就是說：當(dāng)設(shè)定值不變的時(shí)候，調(diào)節(jié)器的輸出只與被調(diào)量的波動(dòng)有關(guān)。那么我們可以基本上得出如下一個(gè)概念性公式：
輸出波動(dòng)=被調(diào)量波動(dòng)*比例增益 （注：當(dāng)設(shè)定值不變） 結(jié)論：對(duì)于一個(gè)單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，單純的比例作用下，輸出的波形與被調(diào)量的波形完全相似。 PS：輸出量只與被調(diào)量的波動(dòng)有關(guān)，因此，輸出波形與被調(diào)量的波形完全相似。 推論： 1) 對(duì)于正作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，頂點(diǎn)、谷底均發(fā)生在同一時(shí)刻。 2) 對(duì)于負(fù)作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)量的頂點(diǎn)就是輸出的谷底，谷底就是輸出的頂點(diǎn)。 3) 對(duì)于正作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)量的曲線上升，輸出曲線就上升；被調(diào)量曲線下降， 輸出曲線就下降。兩者趨勢(shì)完全一樣。 4) 對(duì)于負(fù)作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)量曲線和輸出曲線相對(duì)。 波動(dòng)周期完全一致。 5) 只要被調(diào)量變化，輸出就變化；被調(diào)量不變化，不管靜態(tài)偏差有多大，輸出也不會(huì)變化 二、I 純積分作用趨勢(shì)圖的特征分析 簡(jiǎn)述：如果調(diào)節(jié)器的輸如偏差不等于零，就讓調(diào)節(jié)器的輸出按照一定的速度一直朝一個(gè)方向累加下去。（積分相當(dāng)于一個(gè)斜率發(fā)生器。啟動(dòng)這個(gè)發(fā)生器的前提是調(diào)節(jié)器的輸入偏差不等于零，斜率的大小與兩個(gè)參數(shù)有關(guān)：輸入偏差的大小、積分時(shí)間。） 總結(jié)： 1) 輸出的升降與被調(diào)量的升降無關(guān)，與輸入偏差的正負(fù)有關(guān)。（ps：PWM_X與X的增加或者減小無關(guān)，與X和Aim_X之間的偏差有關(guān)） 2) 輸出的升降與被調(diào)量的大小無關(guān)。（ps:同上） 3) 輸出的斜率與被調(diào)量的大小有關(guān)。 （X大的話 變化就相對(duì)大？） 4) 被調(diào)量不管怎么變化，輸出始終不會(huì)出現(xiàn)階躍擾動(dòng)。（不管X怎么樣變化，PWM_X不會(huì)出現(xiàn)階躍變化，只能隨時(shí)間累加或者累減） 5) 被調(diào)量達(dá)到頂點(diǎn)的時(shí)候，輸出的變化趨勢(shì)不變，速率開始減緩。（X的變化率為0，PWM_X變化最慢（PWM_X=750-Ki*error）,即error變化最小，PWM_X變化最�。� 6) 輸出曲線達(dá)到頂點(diǎn)的時(shí)候，必然是輸入偏差等于零的時(shí)候。（ps：error_X等于0，則輸出變化率是0，即PWM_X變化率）
T1~t2 error不變，即輸入偏差不變，所以輸出以不變的速率上升，即呈線性上升，相對(duì)于時(shí)間進(jìn)行累加，調(diào)節(jié)器的輸出緩慢改變，導(dǎo)致被調(diào)量逐漸受到影響而改變，，至于斜率為正是因?yàn)楸徽{(diào)量小于設(shè)定值，系統(tǒng)需要使輸出增加。
T2~t3被調(diào)量開始變化時(shí)，error逐漸減小，輸出的速率開始降低，隨時(shí)間累計(jì)速度減小。
T3~t4，t3時(shí)刻，偏差為0時(shí)，輸出不變，輸出曲線為水平。然后偏差開始為正時(shí)，輸出才開始降低，斜率是負(fù)，而且Tout的負(fù)斜率絕對(duì)值變大。
后面就不寫了，一樣。。。
三、D純微分作用趨勢(shì)圖的特征分析 單純的微分作用是不存在的。 概述：被調(diào)量不動(dòng)，輸出不動(dòng)；被調(diào)量一動(dòng)，輸出馬上跳變。 推論： 1) 微分作用與被調(diào)量的大小無關(guān)，與被調(diào)量的變化速率有關(guān)； （PWM_X與X的大小無關(guān)，之于X的變化率有關(guān)） 2) 與被調(diào)量的正負(fù)無關(guān)，與被調(diào)量的變化趨勢(shì)有關(guān)；（X增加PWM_X減小，X減小PWM_X增大） 3) 如果被調(diào)量有一個(gè)階躍，就相當(dāng)于輸入變化的速度無窮大，那么輸出會(huì)直接到最小或者最大；（同上） 4) 微分參數(shù) 有的是一個(gè)，用微分時(shí)間表示。有的分為兩個(gè)：微分增益和微分時(shí)間。微分增益表示輸出波動(dòng)的幅度，波動(dòng)后還要輸出回歸，微分時(shí)間表示回歸的快慢。見圖， KD 是微分增益，TD 是微分時(shí)間。 5) 由第 4 條得出推論：波動(dòng)調(diào)節(jié)之后，輸出還會(huì)自動(dòng)拐回頭。
溫習(xí)一下： 比例作用：輸出與輸入曲線相似。
積分作用：只要輸入有偏差輸出就變化。
微分作用：輸入有抖動(dòng)輸出才變化，且會(huì)猛變化。
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