最近看到了Brett Beauregard發(fā)表的有關(guān)PID的系列文章，感覺(jué)對(duì)于理解PID算法很有幫助，于是將系列文章翻譯過(guò)來(lái)！在自我提高的過(guò)程中，也希望對(duì)同道中人有所幫助。作者Brett Beauregard的原文網(wǎng)址：http：//brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-direction/

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1、問(wèn)題所在

將PID連接過(guò)程分為兩組：直接作用和反向作用。到目前為止，我所展示的所有例子都是直接行動(dòng)。也就是說(shuō)，輸出的增加會(huì)導(dǎo)致輸入的增加。對(duì)于反向作用過(guò)程，情況正好相反。例如，在冰箱中，冷卻水的增加會(huì)導(dǎo)致溫度下降。要使初學(xué)者 PID 使用反向過(guò)程，kp、ki 和 kp 的符號(hào)都必須為負(fù)數(shù)。

這本身不是問(wèn)題，但用戶必須選擇正確的符號(hào)，并確保所有參數(shù)都具有相同的符號(hào)。

2、解決方案

為了讓這個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單一點(diǎn)，我要求 kp、ki 和 kp 都是大于等于0的。如果用戶連接到反向進(jìn)程，則使用SetControllerDirection函數(shù)指定反向進(jìn)程。這可以確保所有參數(shù)都具有相同的符號(hào)，并使事情操作起來(lái)更直觀。

3、代碼

/*working variables*/ unsigned long lastTime; double Input，Output，Setpoint; double ITerm，lastInput; double kp，ki，kd; int SampleTime = 1000;//1 sec double outMin，outMax; bool inAuto = false;#define MANUAL 0 #define AUTOMATIC 1#define DIRECT 0 #define REVERSE 1 int controllerDirection = DIRECT;void Compute() {if(!inAuto) return;unsigned long now = millis();int timeChange = (now - lastTime);if(timeChange>=SampleTime){/*Compute all the working error variables*/double error = Setpoint - Input;ITerm+= (ki * error);if(ITerm > outMax) ITerm= outMax;else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin;double dInput = (Input - lastInput);/*Compute PID Output*/Output = kp * error + ITerm- kd * dInput;if(Output > outMax) Output = outMax;else if(Output < outMin) Output = outMin;/*Remember some variables for next time*/lastInput = Input;lastTime = now;} }void SetTunings(double Kp，double Ki，double Kd) {if (Kp<0 || Ki<0|| Kd<0) return;double SampleTimeInSec = ((double)SampleTime)/1000;kp = Kp;ki = Ki * SampleTimeInSec;kd = Kd / SampleTimeInSec;if(controllerDirection ==REVERSE){kp = (0 - kp);ki = (0 - ki);kd = (0 - kd);} }void SetSampleTime(int NewSampleTime) {if (NewSampleTime > 0){double ratio = (double)NewSampleTime/(double)SampleTime;ki *= ratio;kd /= ratio;SampleTime = (unsigned long)NewSampleTime;} }void SetOutputLimits(double Min，double Max) {if(Min > Max) return;outMin = Min;outMax = Max;if(Output > outMax) Output = outMax;else if(Output < outMin) Output = outMin;if(ITerm > outMax) ITerm= outMax;else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; }void SetMode(int Mode) {bool newAuto = (Mode == AUTOMATIC);if(newAuto == !inAuto){ /*we just went from manual to auto*/Initialize();}inAuto = newAuto; }void Initialize() {lastInput = Input;ITerm = Output;if(ITerm > outMax) ITerm= outMax;else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; }void SetControllerDirection(int Direction) {controllerDirection = Direction; }

4、PID 完成

差不多結(jié)束了。我們已經(jīng)把“初學(xué)者的PID”變成了我目前知道的最健壯的控制器。對(duì)于那些正在尋找PID庫(kù)的詳細(xì)解釋的讀者，我希望您得到了您想要的。對(duì)于那些正在編寫(xiě)自己的PID的人，我希望您能夠收集到一些想法，這些想法可以為您節(jié)省一些時(shí)間。

最后說(shuō)明兩點(diǎn)：

如果這個(gè)系列中的東西看起來(lái)不對(duì)，請(qǐng)告訴我。我可能錯(cuò)過(guò)了什么，或者可能只需要在我的解釋中更清楚。無(wú)論哪種方式，我都想知道。

這只是一個(gè)基本的PID。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我有意省略了許多其他問(wèn)題。在我的腦海中：前饋，重置平鋪，整數(shù)數(shù)學(xué)，不同的PID形式，使用速度而不是位置。如果有興趣讓我探討這些話題，請(qǐng)讓我知道。

歡迎關(guān)注：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的改进初学者的PID-正反作用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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