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什么是pid 什么是pid控制算法

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什么是pid 什么是pid控制算法

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PID控制又被稱(chēng)為比例積分微分控制 。由于其算法簡(jiǎn)單，魯棒性好可靠性高，會(huì)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制中 。下面我們以這個(gè)情景來(lái)考察PID控制是如何發(fā)揮作用的 。假設(shè)我們有一個(gè)無(wú)人機(jī)，其控制目標(biāo)是讓它飛到距地面30米的位置，而控制器的控制量對(duì)于無(wú)人機(jī)螺旋槳轉(zhuǎn)速的大小可以快速調(diào)整勝利，同時(shí)無(wú)人機(jī)也搭載了氣壓高度傳感器來(lái)獲得鋼琴高度，以計(jì)算它與目標(biāo)高度之間的誤差意義 。首先我們僅采用比例控制及控制，信號(hào)與誤差成正比，故當(dāng)無(wú)人機(jī)距離目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)誤差較大，固控質(zhì)量也會(huì)較大，螺旋槳急速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生大神力，無(wú)人機(jī)就會(huì)快速上升 。當(dāng)快接近目標(biāo)高度時(shí)，誤差較小，螺旋槳旋轉(zhuǎn)的速度也就沒(méi)有那么快了，這使得無(wú)人機(jī)上升速度變小，直到維持在一定高度上 。比例控制雖然可以快速減小誤差，但最大的問(wèn)題是當(dāng)控制量小于一定值時(shí)，螺旋槳提供的升力不足以讓無(wú)人機(jī)上升，而只能保持現(xiàn)有的高度，造成了所謂的穩(wěn)態(tài)誤差，這個(gè)誤差不會(huì)隨著時(shí)間推移，而不是比例控制消除 。所以此時(shí)我們就需要積分控制器了，它會(huì)不斷累積誤差的值，使得我們的控制量增加，股神力增大，無(wú)人機(jī)繼續(xù)上升，最終在這一機(jī)制作用下成功消除了穩(wěn)態(tài)誤差，達(dá)到了目標(biāo)高度 。當(dāng)然上述的模型有點(diǎn)太過(guò)于理想化了，是想突然從上方刮來(lái)陣風(fēng)，無(wú)人機(jī)高度急劇下降，誤差也隨之快速增加，此時(shí)微分控制就可以大顯神通了 。
【什么是pid 什么是pid控制算法】微分控制器計(jì)算了誤差的變化率，當(dāng)無(wú)人機(jī)快速下降時(shí)，微分控制量將隨著誤差的變化力的增大而增大，使得無(wú)人機(jī)產(chǎn)生更大的升力以，快速回到目標(biāo)位置，進(jìn)而使得其高度更為穩(wěn)定 。另一方面，當(dāng)無(wú)人機(jī)在比例積分控制作用下，快速向目標(biāo)高度靠近時(shí)，誤差快速降低，過(guò)誤差的導(dǎo)數(shù)為負(fù)，微分控制項(xiàng)就將減小控制量，進(jìn)而使得無(wú)人機(jī)螺旋槳轉(zhuǎn)速減小，以防止其上升沖過(guò)30米這一目標(biāo)高度 。簡(jiǎn)單總結(jié)一下，積分控制提供了一定的慣性，而微分控制則提供了一定的阻力 。以上就是簡(jiǎn)單直觀的對(duì)PID控制的理解，我是會(huì)我們下期再見(jiàn) 。