PID控制算法的C语言实现一 PID算法原理

时间:2021-10-19 14:46:29

本系列是转载。。。。。。。。。。。。。

全部的程序有一个共同点:就是我没认真去调pid的参数

在工业应用中PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一,是当之无愧的万能算法,如果能够熟练掌握PID算法的设计与实现过程,对于一般的研发人员来讲,应该是足够应对一般研发问题了,而难能可贵的是,在我所接触的控制算法当中,PID控制算法又是最简单,最能体现反馈思想的控制算法,可谓经典中的经典。经典的未必是复杂的,经典的东西常常是简单的,而且是最简单的,想想牛顿的力学三大定律吧,想想爱因斯坦的质能方程吧,何等的简单!简单的不是原始的,简单的也不是落后的,简单到了美的程度。先看看PID算法的一般形式:

PID控制算法的C语言实现一 PID算法原理

通过误差信号控制被控量

PID控制算法的C语言实现一 PID算法原理

2.输入量rin(t)为电机转速预定值;

3.输出量rout(t)为电机转速实际值;

4.执行器为直流电机;

5.传感器为光电码盘,假设码盘为10线;

6.直流电机采用PWM调速 转速用单位 转/min 表示;

不难看出以下结论:

1.输入量rin(t)为电机转速预定值(转/min);

2 输出量rout(t)为电机转速实际值(转/min);

3.偏差量为预定值和实际值之差(转/min);

那么以下几个问题需要弄清楚:

1.通过PID环节之后的U(t)是什么值呢?

2.控制执行器(直流电机)转动转速应该为电压值(也就是PWM占空比)。

3.那么U(t)与PWM之间存在怎样的联系呢?

http://blog.21ic.com/user1/3407/archives/2006/33541.html(见附录1)这篇文章上给出了一种方法,即,每个电压对应一个转速,电压和转速之间呈现线性关系。但是我考虑这种方法的前提是把直流电机的特性理解为线性了,而实际情况下,直流电机的特性绝对不是线性的,或者说在局部上是趋于线性的,这就是为什么说PID调速有个范围的问题。具体看一下

http://articles.e-works.net.cn/component/article90249.htm(见附录2)这篇文章就可以了解了。所以在正式进行调速设计之前,需要现有开环系统,测试电机和转速之间的特性曲线(或者查阅电机的资料说明),然后再进行闭环参数整定。这篇先写到这,下一篇说明连续系统的离散化问题。并根据离散化后的特点讲述位置型PID和增量型PID的用法和C语言实现过程。