关于PID控制时，积分i导致的超调问题的讨论，自己做算法的来看看

Ian11122840 · 发表于 2011-5-16 09:05:05

PID算法其实很简单，假设目标值是tgt，现值是value，误差err = tgt- value;

则控制量为比例、微分、积分三项和：

err = tgt- value;
interr += err;//误差的积分
ctl = kp*err + ki*interr + kd *(err-errlast);//p i d三项
errlast=err;//保存上次的误差值给kd用

很好理解吧？但是现在的遇到积分参数必然导致超调的问题，如下图：

(原文件名:未命名2.JPG)

在0到t1时间段，假设现值与目标值完全重合，PID的三项都为0。
在t1到t2时间段，假设外力使四轴有一偏离（抬头），则PID三项都开始增大，开始反向调节，到达顶端时微分项为0进而变为反向，使得反向调节不会太快（防止超调）
在t2到t3时间段，由于积分项interr不为零，必须继续增加，在低头部分持续一段时间后，才能让interr反向累加到0~~

也就是说，interr的积分必然要导致超调，例如风将四轴吹抬头2秒，则“必然”要低头一段时间才能将interr反0，（正反向的面积相等才行）这样是不是不利于控制？（当然对于不怕超调的系统，例如液压管应该没有这个问题）

是否应该在err为0的时候，将interr清零，以达到图中蓝色线的效果？

cqfeiyu · 发表于 2011-5-16 09:15:51

用增量法计算试试,积分分离,微分前馈等等

Ian11122840 · 发表于 2011-5-16 10:44:31

回复【1楼】cqfeiyu
用增量法计算试试,积分分离,微分前馈等等
-----------------------------------------------------------------------

汗，查了下，原来到达0附近就把interr清零，这个就叫做积分分离...

(原文件名:未命名2.JPG)

终于把名字对上号了，呵呵

Ian11122840 · 发表于 2011-5-16 10:49:54

不过不对啊，我是要求不超调，应该是在<e内无积分，

这个积分分离算法是>e外无积分，正好相反嘛

http://wenku.baidu.com/view/5d979610f18583d0496459a4.html

bamstone · 发表于 2011-5-16 10:55:33

可以考虑积分限制

如，调节输出的是±10V信号，把积分输出的效果限制在±1V

fm007 · 发表于 2011-5-16 11:22:00

<e积分可以减少误差比较大时，积分容易饱和，从而导致出现退饱和时出现过冲和振荡
误差比较小时，积分起到消除静差的作用
超调可以通过减小积分项系数或者增加微分项减弱

fm007 · 发表于 2011-5-16 11:24:42

你这个其实没有考虑到当误差减小时，比例项同时也在减小的，积分项可以补偿这个减小的控制量，如果不积分，到达设定值时，输出就是0！！！！！

Ian11122840 · 发表于 2011-5-16 12:57:22

回复【6楼】fm007 一叶流水
你这个其实没有考虑到当误差减小时，比例项同时也在减小的，积分项可以补偿这个减小的控制量，如果不积分，到达设定值时，输出就是0！！！！！
-----------------------------------------------------------------------

也就是说Ki的结果必然会产生超调，大概懂了，也就是ki应该如此，不想超调的话只好别用它

lindabell · 发表于 2011-5-16 13:10:36

PID我看了很多文章，没用啊；自己做东西时还不知所措。最近又要调PID，表示鸭梨很大

Ian11122840 · 发表于 2011-5-16 15:23:00

回复【8楼】lindabell 欧海
-----------------------------------------------------------------------

先调P ，再调D，效果就差不多了

eaglelpx · 发表于 2011-5-16 16:35:47

要想无超调太难了感觉

Ian11122840 · 发表于 2011-5-16 16:53:43

回复【10楼】eaglelpx
-----------------------------------------------------------------------

没有I的时候很容易无超调嘛。。。把kp，kd降低点

lindabell · 发表于 2011-5-16 16:55:56

回复【9楼】Ian11122840 船儿舟
回复【8楼】lindabell 欧海
-----------------------------------------------------------------------
先调p ，再调d，效果就差不多了
-----------------------------------------------------------------------
说的容易做难，我很怀疑我上次给那个女生讲PID算法比我的老师讲的好；但是一直整不出来

ahuang227 · 发表于 2011-5-16 20:26:49

回复【7楼】Ian11122840 船儿舟
-----------------------------------------------------------------------

但是没有KI的话是有静态误差的。就是你给定10V，但是输出的时候说不定到8V就平衡了。

Ian11122840 · 发表于 2011-5-17 08:44:10

回复【13楼】ahuang227
-----------------------------------------------------------------------

老大，我知道Ki是消除静态误差用的，感觉咋没听懂我的意思啊

我的意思是，在正向积分造成变量interr增加，必须要在反向达到同样的“面积”才能抵消，也就是图中“红线”与目标值围成的“面积”，

这样的话，抬头2秒意味着必须低头1秒，变量interr才能积分为0.

autopass · 发表于 2011-6-8 19:52:07

找了这么多PID算法的资料,还是楼主几句代码受用,受教了.

Ian11122840 · 发表于 2011-6-9 09:01:45

回复【15楼】autopass
找了这么多pid算法的资料,还是楼主几句代码受用,受教了.
-----------------------------------------------------------------------

有些东西其实都很简单，前两天在搞卡尔曼滤波，什么“线性化渐进”，“最优贝叶斯决策”，“特殊状态估计器”讲得人头晕

最后看代码，30多句就能实现，也不难

autopass · 发表于 2011-6-9 20:52:14

很怕看那些东西，动不动就一本书的，看的人头都晕，绕啊绕的最后出来也就几条公式。还是直接给几个公式，复杂点的给点推理过程，这样就好了！

AlienHit · 发表于 2011-7-4 15:59:03

求解个..

关于PID控制时，积分i导致的超调问题的讨论，自己做算法的来看看

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！