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[转贴] 什么是PID—一种通俗易懂的讲解
安
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发表于2010-03-05 09:56
1#
什么是PID—一种通俗易懂的讲解

作者: 风中的歌  

  最近从网上看到了一种对PID的解释,比较通俗易懂,也好记住,经过自己的整理后说明如下。

控制模型:你控制一个人让他以PID控制的方式走110步后停下。

(1)P比例控制,就是让他走110步,他按照一定的步伐走到一百零几步(如108步)或100多步(如112步)就停了。

说明:
P比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。

(2)PI积分控制,就是他按照一定的步伐走到112步然后回头接着走,走到108步位置时,然后又回头向110步位置走。在110步位置处来回晃几次,最后停在110步的位置。

说明:
在积分I控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

(3)PD微分控制,就是他按照一定的步伐走到一百零几步后,再慢慢地向110步的位置靠近,如果最后能精确停在110步的位置,就是无静差控制;如果停在110步附近(如109步或111步位置),就是有静差控制。

说明:
在微分控制D中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳,其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入“比例P”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势。这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例P+微分D(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

 
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发表于2010-03-05 11:05
2#
RE:什么是PID—一种通俗易懂的讲解
果然很通俗易懂 支持支持!!!
 
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神無
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发表于2010-03-11 19:13
3#
回复:什么是PID—一种通俗易懂的讲解

通俗是蛮通俗的,但是没有反映PID的本质

P是比例控制,反映控制者对于当前情况的判断。所以,P仅根据当前量计算,为输入量乘以增益。

I是积分控制,反映控制者对于过去情况的判断。所以,I根据过去量计算,为以往输入量的综合乘以增益。

D是微分控制,反映控制者基于过去和现在的趋势,而后对于未来的判断。所以,D根据现在和过去量的变化计算,为各输入量的差值乘以增益。

以一辆汽车向某人A开去做例子

汽车正在向A开去,所以A开始后退,这就是P;

汽车已经向A开了10米,所以A也后退了10米,这就是I;

汽车开得很快,所以A后退的很快,这就是D。

PID朴素的反映的人类对于外在变化作出反映的基本模式,这也是PID适用范围如此之广的原因之一。

 
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xiaocanyang
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发表于2010-03-12 14:14
4#
RE:什么是PID—一种通俗易懂的讲解
呵呵,我们新手还是需要了解一下的。谢谢
 
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安
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发表于2010-03-12 15:40
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RE:什么是PID—一种通俗易懂的讲解
谢谢2楼的解释。让大家更直接的了解PID的意义。
 
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tlong_1919
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RE:什么是PID—一种通俗易懂的讲解
dingdingdingdingdingdingdingdingdingdingdingding
 
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baiwu
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看看先,支持楼主分享
 
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RE:什么是PID—一种通俗易懂的讲解

~\(≧▽≦)/~
 
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讨论的很好!学习了!
 
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