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      新聞資訊

      再也不用擔心搞不懂PID了!形象說明,還附調試口訣!

      更新時間:2021-06-03 14:21:41 點擊數:39229

      (一)先來徹底搞懂PID到底是什么?


      啥是PID?


      PID,就是“比例(proportional)、積分(integral)、微分(derivative)”,是一種很常見的控制算法。算法是不可以吃的。


      PID已經有107年的歷史了。


      它并不是什么很神圣的東西,大家一定都見過PID的實際應用。


      比如四軸飛行器,再比如平衡小車......還有汽車的定速巡航、3D打印機上的溫度控制器....


      就是類似于這種:需要將某一個物理量“保持穩定”的場合(比如維持平衡,穩定溫度、轉速等),PID都會派上大用場。


      那么問題來了:


      比如,我想控制一個“熱得快”,讓一鍋水的溫度保持在50℃


      這么簡單的任務,為啥要用到微積分的理論呢。


      你一定在想:


      這不是so easy嘛~ 小于50度就讓它加熱,大于50度就斷電,不就行了?幾行代碼用Arduino分分鐘寫出來。


      沒錯~在要求不高的情況下,確實可以這么干~ But!如果換一種說法,你就知道問題出在哪里了:


      如果我的控制對象是一輛汽車呢?


      要是希望汽車的車速保持在50km/h不動,你還敢這樣干么。


      設想一下,假如汽車的定速巡航電腦在某一時間測到車速是45km/h。它立刻命令發動機:加速!


      結果,發動機那邊突然來了個100%全油門,嗡的一下,汽車急加速到了60km/h。


      這時電腦又發出命令:剎車!


      結果,吱...............哇............(乘客吐)


      所以,在大多數場合中,用“開關量”來控制一個物理量,就顯得比較簡單粗暴了。有時候,是無法保持穩定的。因為單片機、傳感器不是無限快的,采集、控制需要時間。


      而且,控制對象具有慣性。比如你將一個加熱器拔掉,它的“余熱”(即熱慣性)可能還會使水溫繼續升高一小會。


      這時,就需要一種『算法』:


      • 它可以將需要控制的物理量帶到目標附近

      • 它可以“預見”這個量的變化趨勢

      • 它也可以消除因為散熱、阻力等因素造成的靜態誤差

      • ....


      于是,當時的數學家們發明了這一歷久不衰的算法——這就是PID。


      你應該已經知道了,P,I,D是三種不同的調節作用,既可以單獨使用(P,I,D),也可以兩個兩個用(PI,PD),也可以三個一起用(PID)。


      這三種作用有什么區別呢?客官別急,聽我慢慢道來

      我們先只說PID控制器的三個最基本的參數:kP,kI,kD。


      kP


      P就是比例的意思。它的作用最明顯,原理也最簡單。我們先說這個:


      需要控制的量,比如水溫,有它現在的『當前值』,也有我們期望的『目標值』。


      • 當兩者差距不大時,就讓加熱器“輕輕地”加熱一下。

      • 要是因為某些原因,溫度降低了很多,就讓加熱器“稍稍用力”加熱一下。

      • 要是當前溫度比目標溫度低得多,就讓加熱器“開足馬力”加熱,盡快讓水溫到達目標附近。


      詳解串口通信232/485/422,一文搞定!
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