增量式和位置式PID
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先介绍几个概念,首先是比例带
比例带是一个无量纲的纯数值,
其物理意义为:
调
节阀从全开到全关
(输出做全量程范围变化时)
,
输入
(被
控量)的变化占其全量程变化范围的百分数
。如输入为温度,输出为阀门开度,
1-100
摄氏度量程,如
希望
温度从
15
——
< br>20
度变化时,阀门从全开到全关,比例带为
5%
。
以智能车速度控制为例,控制量占空比从
0-100%
变化,如设定速度值为
6
0
,测量值为
40
则
< br>100%
占空比
加速,测量值为
80
则
0
占空比。即速度从
80
变化到
40
,占空比
从
0
变化到
100%
< br>,则比例带为
40%
。
比例带反映的是对误差的敏感程度,比例带越小,对误差越敏感。对误差越敏感,越容易引起震
荡。
以下是
PID
< br>的公式
当然在单片机中,积分用求和来完成,微分用做差来完成。
其中
<
/p>
KP
为比例带的倒数,比例带越小,
KP
越大,对误差越敏感。
其中
T
为采样时间,若
1
0ms
测速一次,则
T=10ms
,<
/p>
Ti
为积分时间,积分时间约大,积分作用越弱。
Ti
积分时间的物理意义为,当误差不变的情况下,
积分作用达到和比例控制相同的效果所需的时间。
例如,当误
差为
5%
时,比例控制给出
100%<
/p>
的控制量,若不考虑比例控制,只用积分,同样是
5%
的误差
且不变,当积分时间为
5s
时,也能达到
100%
,不过需要
5s
的时间。
也就是说,当误差
一定时,比例控制会立刻起作用,而积分控制也能达到和比例相同的效果,但是需要经
过
一定时间,这个时间就是积分时间。这一点从公式中推导一样可以得到这个结论。