加油，加油，坐等更新！

再說(shuō)PID之前我的介紹個(gè)東西，那就是位式控制算法（有二位式和三位式）個(gè)人感覺(jué)采用二位式算法的人多一些，特別是對(duì)于當(dāng)年的我，是小白中的小白菜得很，什么都用最簡(jiǎn)單的。

二位式算法只有兩種狀態(tài)非黑即白、非胖即瘦、非開(kāi)即關(guān)、非0即1（說(shuō)了一堆廢話），由于只有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)，所以要么全功率加熱要么不加熱。由這個(gè)特點(diǎn)使得溫度值會(huì)在目標(biāo)值上下波動(dòng)不能穩(wěn)定，如圖1，而且還有一個(gè)值得注意的特點(diǎn)就是加熱的速度（溫升/斜率）基本一樣。所以二位式控制算法的效果并不理想，但是在某些要求不高場(chǎng)合也能用。（本帖所有例子都是圍繞溫度控制，我感覺(jué)比較好理解）

 

圖1

如果是你手動(dòng)調(diào)節(jié)溫度達(dá)到目標(biāo)溫度你應(yīng)該關(guān)注哪些信息才能使溫度平穩(wěn)在目標(biāo)值附近呢？

如果是我我會(huì)這樣操作：

1）盡快使溫度達(dá)到目標(biāo)值附近（偏低一點(diǎn)）。

2）稍微斷開(kāi)電源一小會(huì)大致判斷一下溫度的慣性。

3）間歇性接通電源保持溫度繼續(xù)逼近目標(biāo)值。（這就是PWM了）

4）達(dá)到目標(biāo)值后繼續(xù)觀察溫度曲線若溫度曲線斜率為0或者已經(jīng)有下降趨勢(shì)，這時(shí)，通過(guò)前面的經(jīng)驗(yàn)判斷所需接通時(shí)間，使溫度在目標(biāo)值附近小范圍波動(dòng)。

在以上操作過(guò)程中就包括了PID的基本思想（如果沒(méi)看懂或有不恰當(dāng)?shù)牡胤綒g迎指正交流）下面進(jìn)入正題.

PID中P為比例系數(shù)，I積分系數(shù)，D微分系數(shù)。

PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPaPaPaPPPP先說(shuō)比例控制算法

比例比例比例顧名思義是個(gè)比例.....哈哈.....

舉個(gè)栗子：正比例函數(shù)y=kx的K即為比例系數(shù)（斜率），x的變化率相同時(shí)，k大的函數(shù)對(duì)應(yīng)的y變化率大（我想我說(shuō)明白了）。這個(gè)比例控制算法就是高配版的二位式算法，那么他高配在哪呢？我認(rèn)為有兩點(diǎn)，第一溫度曲線斜率可變（表現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果就是到達(dá)目標(biāo)值的時(shí)間縮短了換句話說(shuō)就是響應(yīng)速度變快了），第二就是采用pwm控制，使得發(fā)出的功率被細(xì)分了。

現(xiàn)在呢我從開(kāi)機(jī)就開(kāi)始接收溫度傳感器返回的溫度值（離散的點(diǎn)）。

設(shè)當(dāng)前溫度溫度為X，則從開(kāi)機(jī)到當(dāng)前時(shí)間的溫度序列為：

那么設(shè)目標(biāo)值溫度和當(dāng)前溫度的差值為溫差為E,目標(biāo)值為SV，有 

目標(biāo)值—當(dāng)前的溫度值=當(dāng)前時(shí)刻溫差

當(dāng)這個(gè)溫差大于0時(shí)表示此時(shí)溫度未達(dá)標(biāo)

溫差小魚0時(shí) 已經(jīng)超標(biāo)

溫差等于0時(shí) 正正好好

那么下面就用公式表示一下吧：（k表示當(dāng)前時(shí)刻）

假設(shè)目標(biāo)溫度80℃，當(dāng)前溫度21℃，那么OUT=80-21=59℃，假設(shè)Kp=2 ，∴OUT=118   

然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的占空比，比例算法就出來(lái)了，非常簡(jiǎn)單吧。

但是有個(gè)問(wèn)題，不知各位發(fā)現(xiàn)沒(méi)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)目標(biāo)值=當(dāng)前溫度值時(shí)，會(huì)怎么樣呢？

顯然E=0，所以O(shè)UT=0，∴輸出占空比一定為0，此時(shí)相當(dāng)于沒(méi)有控制信號(hào)輸出，失控了。所以我們要加一個(gè)常數(shù)b使得有一個(gè)微弱信號(hào)輸出（信號(hào)強(qiáng)度需要調(diào)試得出結(jié)果）公式如下

這時(shí)會(huì)有小伙伴說(shuō)萬(wàn)一呢？這不又等于0了嗎。歡迎大家討論留言哈。

重點(diǎn)在于你控制的對(duì)象，若沒(méi)有慣性或者說(shuō)很小則一定要+b，慣性很大的 不加常數(shù)b也無(wú)所謂。（如果沒(méi)想明白等我敘述完積分I你一定明白）。到此比例控制算法基本寫完了如果有錯(cuò)誤或者不足或理解有偏差的地方請(qǐng)批評(píng)指正，一起交流進(jìn)步。

提前放上張圖以備不時(shí)之需

 

 

希望能講解一下參數(shù)整定的過(guò)程,之前看了好多原理,結(jié)果真的要調(diào)的時(shí)候還是感覺(jué)無(wú)從下手

具體在程序中怎么控制啊

會(huì)繼續(xù)更新的，現(xiàn)在有點(diǎn)忙，還有一個(gè)月就考試了。寫完增量式PID就說(shuō)整定。我感覺(jué)理解每個(gè)參數(shù)的意義對(duì)整定很重要。

我對(duì)PID整定的工程經(jīng)驗(yàn)并不多只做過(guò)一些小系統(tǒng)的，我會(huì)把我的想法說(shuō)出來(lái)和大家一起交流。我也會(huì)講述一下整定值是如何算出來(lái)的，前提的有一個(gè)差不多的模型（局限性很大）。

從Word復(fù)制會(huì)出一些問(wèn)題所以我直接粘圖片了

加油，期待下次更新

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頂一下！

PID整定

  比例（P）控制  比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-state error）。

積分（I）控制

  在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（System with Steady-state Error）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。

微分（D）控制

  在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)   出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。

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PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過(guò)試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無(wú)論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作﹔(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期﹔(3)在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。

PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整P\I\D的大小。（ 有些東西表述不清楚只能靠自己理解）

 

  PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：

  溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s

  壓力P: P=30~70%,T=24~180s,

  液位L: P=20~80%,T=60~300s,

  流量L: P=40~100%,T=6~60s。

書上的常用口訣：

  參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查

  先是比例后積分，最后再把微分加

  曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大

  曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳

  曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降

  曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)，積分時(shí)間再加長(zhǎng)

  曲線振蕩頻率快，先把微分降下來(lái)

  動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢。微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)

  理想曲線兩個(gè)波，前高后低4比1

  一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低

2、 整定方法

        經(jīng)驗(yàn)法是簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的整定方法，是一種試湊法。它通過(guò)參數(shù)預(yù)先設(shè)置和反復(fù)試湊來(lái)實(shí)現(xiàn)。參數(shù)的預(yù)置值要根據(jù)對(duì)象的特性和儀表的量程決定。儀表量程大的PID參數(shù)要適當(dāng)加強(qiáng)作用。四類被調(diào)參數(shù)的一般范圍如下：

這里介紹一種經(jīng)驗(yàn)法。這種方法實(shí)質(zhì)上是一種試湊法，它是在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的行之有效的方法，并在現(xiàn)場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

    這種方法的基本程序是先根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定一組調(diào)節(jié)器參數(shù)，并將系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，然后人為地加入階躍擾動(dòng)（如改變調(diào)節(jié)器的給定值），觀察被調(diào)量或調(diào)節(jié)器輸出的階躍響應(yīng)曲線。若認(rèn)為控制質(zhì)量不滿意，則根據(jù)各整定參數(shù)對(duì)控制過(guò)程的影響改變調(diào)節(jié)器參數(shù)。這樣反復(fù)試驗(yàn)，直到滿意為止。

經(jīng)驗(yàn)法簡(jiǎn)單可靠，但需要有一定現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，整定時(shí)易帶有主觀片面性。當(dāng)采用PID調(diào)節(jié)器時(shí)，有多個(gè)整定參數(shù)，反復(fù)試湊的次數(shù)增多，不易得到最佳整定參數(shù)。

下面以PID調(diào)節(jié)器為例，具體說(shuō)明經(jīng)驗(yàn)法的整定步驟：

    讓調(diào)節(jié)器參數(shù)積分系數(shù)S0=0，實(shí)際微分系數(shù)k=0，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，由小到大改變比例系數(shù)S1，讓擾動(dòng)信號(hào)作階躍變化，觀察控制過(guò)程，直到獲得滿意的控制過(guò)程為止。

    取比例系數(shù)S1為當(dāng)前的值乘以0.83，由小到大增加積分系數(shù)S0，同樣讓擾動(dòng)信號(hào)作階躍變化，直至求得滿意的控制過(guò)程。

    積分系數(shù)S0保持不變，改變比例系數(shù)S1，觀察控制過(guò)程有無(wú)改善，如有改善則繼續(xù)調(diào)整，直到滿意為止。否則，將原比例系數(shù)S1增大一些，再調(diào)整積分系數(shù)S0，力求改善控制過(guò)程。如此反復(fù)試湊，直到找到滿意的比例系數(shù)S1和積分系數(shù)S0為止。

    引入適當(dāng)?shù)膶?shí)際微分系數(shù)k和實(shí)際微分時(shí)間TD，此時(shí)可適當(dāng)增大比例系數(shù)S1和積分系數(shù)S0。和前述步驟相同，微分時(shí)間的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過(guò)程滿意為止。

    注意：仿真系統(tǒng)所采用的PID調(diào)節(jié)器與傳統(tǒng)的工業(yè) PID調(diào)節(jié)器有所不同，各個(gè)參數(shù)之間相互隔離，互不影響，因而用其觀察調(diào)節(jié)規(guī)律十分方便。

    PID參數(shù)是根據(jù)控制對(duì)象的慣量來(lái)確定的。大慣量如：大烘房的溫度控制，一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。小慣量如：一個(gè)小電機(jī)帶

    一水泵進(jìn)行壓力閉環(huán)控制，一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,這些要在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)進(jìn)行修正的。

以上資料還有我傳上來(lái)的資料都是我看過(guò)借鑒過(guò)的 有些資料不知道原作者是誰(shuí)，但也非常感謝這些人。

/upload/community/2019/01/26/1548469399-71715.pdf

PID整定   PID子函數(shù)  Matlab PID溫度控制

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比例:倍數(shù)，上升的斜率 積分:傾向于系統(tǒng)從過(guò)去到現(xiàn)在與理想情況下是否有誤差 微分:偏差的變化率，傾向于使圖像變平穩(wěn)?？次铱偨Y(jié)的對(duì)不對(duì)……

比例環(huán)節(jié)：主要是反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)，如果產(chǎn)生偏差，控制器立即作用而且偏差越大，作用效果越強(qiáng)。

積分環(huán)節(jié)：主要是消除系統(tǒng)靜差，提高系統(tǒng)無(wú)差精度，積分時(shí)間常數(shù)越大積分作用越弱。

微分環(huán)節(jié)：主要是反應(yīng)偏差信號(hào)變化趨勢(shì)從而加速系統(tǒng)動(dòng)作縮短調(diào)節(jié)時(shí)間。