第三天：SLAM智能小车DIY乐趣-小车控制PID参数整定

Posted 2021-01-05 hiram-zhang

PID参数整定教程

1.数字PID控制算法介绍------位置型&增量型

由于是面向计算机编程实现为目的，这里就直接从数字PID切入正题，如果想要了解更多PID方面的基本知识请参阅相关理论资料。

 

增量型算法的优点：

a. 增量算法不需要做累加，控制量增量的确定仅与最近几次误差采样值有关，计算误差或计算精度问题，对控制量的计算影响较小。而位置算法要用到过去的误差的累加值，容易产生大的累加误差。

b. 增量式算法得出的是控制量的增量，例如阀门控制中、只输出阀门开度的变化部分，误动作影响小，必要时通过逻辑判断限制或禁止本次输出，不会严重影响系统的工作。而位置算法的输出是控制量的全量输出，误动作影响大。

c. 采用增量算法，易于实现手动到自动的无冲击切换。

d. 利用增量算法，也很容易得出位置算法u(k)= u(k-1)+△u(k)

 

2.PID参数整定过程分析

定性分析：

增量式PID参数的特殊说明：

位置型PID的参数整定过程一般是，先整定KP，然后整定KI，最后整定KD；对比位置型PID与增量型PID的数学表达式，可以发现位置型KP和增量型KI一样，位置型KI和增量型KD一样，位置型KD和增量型KP一样。这样，增量型PID应该先整定KI，然后整定KD，最后整定KP。

 

试凑法整定步骤：

为了表述方便，以下内容以广义PID的KP、KI、KD来表述。

第1步：

首先只整定比例部分。比例系数KP由小变大，观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应曲线。系统若无静差或静差已小到允许范围内，并且响应效果良好，那么只须用比例调节器即可。

第2步：

若稳态误差不能满足设计要求，则需加入积分控制。整定时先置KI为较小值，并将经第1步整定得到的KP减小些( 如缩小为原值的0.8倍 )，然后增大KI，并使系统在保持良好动态响应的情况下，消除稳态误差。这种调整可根据响应曲线的状态，反复改变KP及KI，以期得到满意的控制过程。

第3步：

若使用PI调节器消除了稳态误差，但动态过程仍不能满意，则可加入微分环节。在第2步整定的基础上，逐步增大KD，同时相应地改变KP和KI，逐步试凑以获得满意的调节效果。

 

3.增量型PID程序实现实例