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pid是什么 pid是什么意思( 二 )

云知道

實際寫程序時，就讓偏差（目標(biāo)減去當(dāng)前）與調(diào)節(jié)裝置的“調(diào)節(jié)力度” ， 建立一個一次函數(shù)的關(guān)系 ， 就可以實現(xiàn)最基本的“比例”控制了~
kP越大，調(diào)節(jié)作用越激進(jìn) ， kP調(diào)小會讓調(diào)節(jié)作用更保守 。
要是你正在制作一個平衡車 ， 有了P的作用 ， 你會發(fā)現(xiàn)，平衡車在平衡角度附近來回“狂抖”，比較難穩(wěn)住 。
如果已經(jīng)到了這一步——恭喜你！離成功只差一小步了~
kD
D的作用更好理解一些，所以先說說D ， 最后說I 。
剛才我們有了P的作用 。你不難發(fā)現(xiàn) ， 只有P好像不能讓平衡車站起來，水溫也控制得晃晃悠悠，好像整個系統(tǒng)不是特別穩(wěn)定，總是在“抖動” 。
你心里設(shè)想一個彈簧：現(xiàn)在在平衡位置上 。拉它一下 ， 然后松手 。這時它會震蕩起來 。因為阻力很小，它可能會震蕩很長時間 ， 才會重新停在平衡位置 。
請想象一下：要是把上圖所示的系統(tǒng)浸沒在水里，同樣拉它一下 ：這種情況下，重新停在平衡位置的時間就短得多 。
我們需要一個控制作用，讓被控制的物理量的“變化速度”趨于0，即類似于“阻尼”的作用 。
因為，當(dāng)比較接近目標(biāo)時，P的控制作用就比較小了 。越接近目標(biāo)，P的作用越溫柔 。有很多內(nèi)在的或者外部的因素，使控制量發(fā)生小范圍的擺動 。
D的作用就是讓物理量的速度趨于0，只要什么時候，這個量具有了速度，D就向相反的方向用力，盡力剎住這個變化 。
kD參數(shù)越大，向速度相反方向剎車的力道就越強(qiáng) 。
如果是平衡小車 ， 加上P和D兩種控制作用，如果參數(shù)調(diào)節(jié)合適，它應(yīng)該可以站起來了~歡呼吧
等等 ， PID三兄弟好想還有一位 。看起來PD就可以讓物理量保持穩(wěn)定，那還要I干嘛？
因為我們忽視了一種重要的情況：
kI
還是以熱水為例 。假如有個人把我們的加熱裝置帶到了非常冷的地方，開始燒水了 。需要燒到50℃ 。
在P的作用下，水溫慢慢升高 。直到升高到45℃時 ， 他發(fā)現(xiàn)了一個不好的事情：天氣太冷，水散熱的速度，和P控制的加熱的速度相等了 。
這可怎么辦？
P兄這樣想：我和目標(biāo)已經(jīng)很近了，只需要輕輕加熱就可以了 。D兄這樣想：加熱和散熱相等，溫度沒有波動，我好像不用調(diào)整什么 。于是，水溫永遠(yuǎn)地停留在45℃，永遠(yuǎn)到不了50℃ 。
作為一個人，根據(jù)常識，我們知道，應(yīng)該進(jìn)一步增加加熱的功率 ?？墒窃黾佣嗌僭撊绾斡嬎隳?？
前輩科學(xué)家們想到的方法是真的巧妙
設(shè)置一個積分量 。只要偏差存在，就不斷地對偏差進(jìn)行積分（累加），并反應(yīng)在調(diào)節(jié)力度上 。
這樣一來，即使45℃和50℃相差不太大，但是隨著時間的推移，只要沒達(dá)到目標(biāo)溫度，這個積分量就不斷增加 。系統(tǒng)就會慢慢意識到：還沒有到達(dá)目標(biāo)溫度，該增加功率啦！
到了目標(biāo)溫度后 ， 假設(shè)溫度沒有波動，積分值就不會再變動 。這時，加熱功率仍然等于散熱功率 。但是，溫度是穩(wěn)穩(wěn)的50℃ 。
kI的值越大，積分時乘的系數(shù)就越大，積分效果越明顯 。
所以，I的作用就是，減小靜態(tài)情況下的誤差，讓受控物理量盡可能接近目標(biāo)值 。
I在使用時還有個問題：需要設(shè)定積分限制 。防止在剛開始加熱時，就把積分量積得太大，難以控制 。

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