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我的PID学习过程

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jafck
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版主
  • 2012-11-18 13:29:17
数字PID算法 通过搜索找到2篇文章:
NC965的 数字PID算法
heguangjing的数字PID算法
haodeyiwange发的用PID 设计电源buck电路的电压模式反馈环路稳定性
linchongjie稳流电源反馈PI电路设计
PID的帖子网上很多,但是相信很多人跟我一样,已经在用了PID,但是脑子里无法形成具体
的PID概念,一问PID是什么,答:比例积分控制使控制后的系统误差趋向于0,P:对当前
的比例,D微分对未来的预测,i积分对过去误差的积累。具体P,I,D单独作用及各种组合
会是什么样一个现象,这就是我发这篇挤牙膏式帖子的目的,之后的内容主要来自书籍及一些自动化原理课件,主要讲P,I,D的作用数学原理并加入自己的理解,先发这么多,现在去山上看书去,晚上过来挤牙膏。
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理想PID控制器


KP---比例系数;
TI---积分时间常数;
TD---微分时间常数。

Kp:比例系数;e:误差;Uo:输出量。

E(S):系统误差复频域函数表示;
U(S):输入量复频域函数表示;
G(S): 传递函数复频域函数表示;
1)Kp反应的是:控制输出U(S)与误差E(S)之间在一定范围保持比例关,KP越大,保持比例关系的范围越小。

坐标轴纵向:U(T) ;坐标轴负向E(T);

δ比例度:表示控制输出与偏差成线性关系的比例控制器输入的范围。因此,比例度又称比例带,在某些场合又被叫成超调量。
——这段话举个例子加深理解:比如你希望控制液压泵电机转速为1500转(“命令电压”=6V),而事实上控制液压泵转速只有1000转(“输出电压”=4V),则误差: e=500转(对应电压2V)。如果泵实际转速为2000转,则误差e=-500转(注意正负号)。
这里的6V即定义中的”控制输出“,偏差e=500转(对应电压2V),所以比例度为(2V/6V)*100% =1/3 ≈33.3%;
当u和e均无量纲时,有下式

根据上面绿色的文字显示,这里我的Kp 数值可以确定为等于3。
3)控制器有正作用和反作用之分,即控制器的比例值(增益)有正有负。
——上面液压泵的例子已经说明这个问题:偏差E= 理论给定输出实际测量值

当控制器的测量增加时,控制器输出增加,则控制器为正作用控制器,控制器的增益Kp为负;
当控制器的测量增加时,控制器输出减小,则控制器为反作用控制器,控制器的增益Kp为正;
——这段话的理解:上文,6V的命令电压理论输出应为1500转,实际有2000转,偏差E 等于-500转,显然是快了,所以增益Kp为负。6V的命令电压理论输出应为1500转,实际只有1000转,偏差E 等于+500转,显然是慢了,所以增益Kp为正。

第一问题:为何纯比例控制是不可以消除静态偏差?
概念:
无静差是系统的被调量在稳态时等于系统的给定量,偏差为零,电动机的转速在稳态时与负载无关,只取决于给定量。
有静差就是被调量在稳态时与给定量存在一定的差量。
明天再续。



收藏收藏
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-11-18 13:30:20
 
顶,严重支持!
kyo
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副总工程师
  • 2012-11-18 15:20:19
 
最近也在学习这一块,问了好多人,都不懂。跟着jacfk哥脚步学习。
blueskyy
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总工程师
  • 2012-11-18 15:41:31
 
算算PID的年龄差不多100年了
来向楼主学习 ~
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-11-18 17:19:56
 
理论的东西,或多或少学过,实际的操作没有。
顶一个!继续!
jafck
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版主
  • 2012-11-18 17:49:34
 
此话在这里貌似说反了。我觉得PI ,PID 每个设计中都有用到,何来没有实践?
偏偏就是理论理解不深刻,导致理论无法指导实践,才有了我们搞电源如摸石头过河。
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-11-18 21:08:53
 
嗯,电源中用到很多。
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-11-18 18:03:18
 
在电源中,用是在用,都是看作电路分析,反馈环路,在此基础上就是波特图等等。
又几个把它当作PID调节器,这个是自动控制的提法;
而且PID似乎在自动控制里提,开关电源没怎么提。
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-11-18 21:09:20
 
开关电源中也提到很多!
Bodoni
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总工程师
  • 2012-11-18 21:26:03
 
P
I
D
分别影响电源的什么特性?
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-11-18 21:44:02
 
,自己对PID一直很晕,进来跟着学习。。。
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-11-18 21:44:10
 
看楼主发的。
ht_lb@126.com
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总工程师
  • 2012-11-19 00:12:43
 
找了个资料,转载其中的一部分:



oldfang
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副总工程师
  • 2012-11-20 15:20:52
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我怎么和你想的差不多啊,提起PID,总感觉是搞软件编程控制的,和开关电源有点距离。
daxia4540827
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总工程师
  • 2012-11-20 15:25:02
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你做做数字电源你会比较了解PID的作用了。
bei_jxing
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高级工程师
  • 2012-11-20 09:41:54
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留个记号!
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总工程师
  • 2012-11-20 10:34:57
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期待继续
pvn1108
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助理工程师
  • 2012-11-23 10:39:37
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楼主不错 学习了
quseril
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感谢楼主 好帖
hgzeng
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本网技师
  • 2013-3-10 10:27:46
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好东西,留个脚印。。
deimo
  • deimo
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高级工程师
  • 2013-3-11 08:48:29
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以前做智能车的时候经常用,经典的玩意 鼎
wumeiping
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副总工程师
  • 2013-3-11 11:03:33
  • 倒数2
 
结束了么?期待中
guo407214944
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高级工程师
最新回复
  • 2013-4-17 20:23:44
  • 倒数1
 
PID一直很模糊,大家的心声。
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