[应用方案] PID控制算法

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louliana 发表于 2025-8-27 17:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
模拟PID控制系统原理框图PID调节器各校正环节的作用:比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减小偏差;积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分时间常数TI越大,积分作用越弱,反之则越强;微分环节:能反应偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减小调节时间。       PID调节器是一种线性调节器,它将给定值r(t)与实际输出值c(t)的偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制。


















程序片段如下:#include #include              typedef struct PID { double SetPoint;     // 设定目标Desired value double Proportion;    // 比例常数Proportional Const double Integral;      // 积分常数Integral Const double Derivative;    // 微分常数Derivative Const double LastError;    // Error[-1] double PrevError;    // Error[-2] double SumError;   // Sums of Errors } PID; 主程序:double sensor (void) { return 100.0; } void actuator(double rDelta) {} void main(void) { PID sPID; double rOut; double rIn; PIDInit ( &sPID ); sPID.Proportion = 0.5;sPID.Derivative = 0.0; sPID.SetPoint = 100.0; for (;;) { rIn = sensor (); rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn ); actuator ( rOut ); }}

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51xlf 发表于 2025-9-6 09:57 | 显示全部楼层
在积分环节中,可加入积分限幅或积分分离策略,防止积分饱和
averyleigh 发表于 2025-9-6 13:24 | 显示全部楼层
单片机资源有限,需在满足控制性能的同时,考虑资源消耗。
cemaj 发表于 2025-9-6 16:53 | 显示全部楼层
初始K_p过大导致系统振荡 → 从较小值逐步增大。
modesty3jonah 发表于 2025-9-6 19:25 | 显示全部楼层
​​如果不限幅,积分项可能累积到非常大,导致系统失控
adolphcocker 发表于 2025-9-8 15:04 | 显示全部楼层
当系统长时间处于 ​​大偏差状态(如目标远大于实际值)​​,积分项会不断累积,导致 ​​控制输出爆炸或恢复慢​
nomomy 发表于 2025-9-8 20:56 | 显示全部楼层
参数设置不当可能导致系统震荡或不稳定,需谨慎调整。
1988020566 发表于 2025-9-9 08:07 | 显示全部楼层
增量式PID算法              
jonas222 发表于 2025-9-9 16:24 | 显示全部楼层
PID(比例-积分-微分)控制是一种基于反馈的闭环控制算法,其核心思想是通过实时计算目标值与实际值之间的误差,并利用比例(P)、积分(I)、微分(D)三个环节对系统进行调节
hudi008 发表于 2025-9-9 21:56 | 显示全部楼层
在固定周期 执行PID计算,保证控制频率稳定。
cemaj 发表于 2025-9-10 11:30 | 显示全部楼层
对输入信号进行滤波,减少噪声对控制效果的影响。
rosemoore 发表于 2025-9-10 12:08 | 显示全部楼层
采样频率应足够高, 保证控制系统的实时性。
alvpeg 发表于 2025-9-10 20:17 | 显示全部楼层
液压系统或气动系统的压力调节,需考虑非线性摩擦和泄漏。
瞌睡虫本虫 发表于 2025-9-11 09:22 | 显示全部楼层
我注意到程序片段中PID结构体定义了多个参数,这些参数在PID控制中扮演着重要的角色
旧时光放映机 发表于 2025-9-11 19:37 | 显示全部楼层
确实,PID调节器的线性组合使得它在很多工业控制系统中都非常实用
sanfuzi 发表于 2025-9-13 12:57 | 显示全部楼层
单片机是 ​​离散的数字系统​​,我们使用 ​​离散 PID
macpherson 发表于 2025-9-13 13:59 | 显示全部楼层
PID算法本身只包含基本的控制逻辑,实际应用时需要根据具体硬件和系统需求进行输入输出处理。
minzisc 发表于 2025-9-13 14:42 | 显示全部楼层
积分项易累积溢出,需限制积分累加值范围
everyrobin 发表于 2025-9-13 15:05 | 显示全部楼层
通过实时计算 ​​偏差(目标值 - 实际值)​​,并基于 ​​比例(P)、积分(I)、微分(D)​​ 三个环节的加权和,来计算一个 ​​控制量(如 PWM 占空比、电机电压、加热功率)​​,从而调节系统行为。
uptown 发表于 2025-9-13 15:34 | 显示全部楼层
在调试过程中,实时监控PID控制的输入、输出和各项参数,以便及时调整。
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