通過Excel學習PID算法(連續系統的PID)

在之前,我們用倒水的例子通俗易懂的解釋了什麼是PID算法。在這裏先回顧一下之前的學習的內容。P表示對誤差的比例係數。與目標值差多少,就在下一次修正中加上這個誤差與P的乘積,同時會導致系統有一個超調量,即超出我們所需的高度。I表示對誤差的積分的比例係數。用於消除靜態誤差。如果I越大,則系統的響應速度就會變得越緩慢,即達到目標值的速度也會更久了。D表示相鄰兩個誤差之間的比例係數。用於降低系統的超調量。至此我們複習完了之前所學的PID。建議大家可以通過EXCEL進行演示一下PID的計算流程。同時修改參數,加深對PID的印象等哈哈。

接下來我們便開始學習新的PID章節了——連續系統的PID。看到這個連續系統的PID,可能大家就開始頭疼了。什麼是連續系統呢?其實很簡單的理解,在之前學習的倒水問題上,我們對水位的要求是固定的值,因此這個系統便叫位置式的PID控制算法。就像打靶目標是不動的一樣,我們不斷的修正控制,使子彈能夠儘可能的接近靶中心。但是到了實際中,目標是可能移動的,那麼之前的控制算法就可能無法滿足對移動目標的控制要求了。目標值在變化,便可以理解爲連續系統的PID。

在這裏我要解釋一下,爲什麼位置式的PID與連續系統的PID的控制要求是不一樣的。大學的自動控制原理裏面有說過,控制有分兩種,靜態響應以及動態響應。

描述靜態響應的有:穩態誤差。以連續系統打靶來說,目標也是有可能不變的,這時候就可以計算目標值與實際值之間的誤差,稱位穩態誤差。

而動態響應就有很多種了,有延遲(滯後)時間,上升時百間,峯值時間,調節時間。這時候用打靶的例子可以很好的解釋位置PID與連續PID的控制區別了。如果目標不動,而且給了充足的時間進行控制,那我們的控制算法就可以儘可能的接近目標了,但是如果目標在運動的話,如果控制算法有延遲時間,那麼擊中目標的可能性就幾乎是不可能了。

綜上所述,其實連續性PID是位置式PID的一個擴展,將目標值從固定值轉爲隨時間而發生變化的。PID這三個參數本質上並沒有發生太大的變化,但是要注意在動態響應中是會發生相互影響的

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章