PID控制器详解：从概念到应用

需积分: 0 1 下载量 156 浏览量 更新于2024-09-07 收藏 104KB PDF 举报
"本文介绍了PID控制的基本概念以及在自动化系统中的应用。内容涵盖了PID控制器的原理、开环与闭环控制系统的对比，并提及了PID参数自整定技术及其在不同硬件平台上的实现，例如PLC和智能控制器。" PID，即比例-积分-微分控制器，是自动控制理论中最常用的控制算法之一。PID控制器通过结合比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分的输出来调整系统的控制响应。比例项反映当前误差，积分项考虑历史误差以消除稳态误差，微分项则预测未来误差以提前进行补偿。 在自动化领域，PID控制器通常用于维持系统的稳定性和精度。例如，在压力控制系统中，压力传感器会检测当前压力并与设定值进行比较，控制器根据这个差值调整执行机构（如阀门）的动作，从而控制压力。同样，在电加热控制系统中，温度传感器监测温度并调整加热元件的功率。 开环控制系统与闭环控制系统是两种基本的控制结构。开环控制系统不依赖于反馈，一旦设定好参数，控制器就按照预设的指令工作，无法自我修正错误。而闭环控制系统则依赖于反馈，被控对象的输出会反馈到控制器，使得系统能够根据实时情况调整控制策略，具有更好的稳定性和鲁棒性。 在PID控制器中，参数的优化至关重要。自动调整PID参数的技术，如自整定，能够根据系统的动态特性自动设定控制器参数，以达到最佳控制效果。这通常通过智能化算法实现，如自校正或自适应算法。市面上有许多带有PID参数自整定功能的智能控制器产品，如PLC、PC系统，以及Rockwell的Logix产品系列等。 可编程控制器(PLC)在PID控制中扮演重要角色，它们的闭环控制模块能够直接处理PID算法。例如，Rockwell的PLC-5和Logix产品系列可以连接到ControlNet网络，实现远程PID控制功能。 PID控制是自动化系统中不可或缺的一部分，它通过精确地调整控制策略，确保了各种设备和系统的高效、稳定运行。无论是简单的温度控制，还是复杂的生产流程管理，PID都在其中发挥着关键作用。

pixhawk PID 参数调整

2018-01-23 上传
PX4原生固件 姿态PID 参数调整： 第一步：准备工作 首先将所有的参数都设置为初始值 1. 将所有的MC_XXX_P设置为0（ROLL,PITCH,YAW） 2. 除了MC_ROLLRATE_P 和MC_PITCHRATE_P 将所有的MC_XXXRATE_P, MC_XXXRATE_I, MC_XXXRATE_D 设置为0 3. 将MC_ROLLRATE_P和MC_PITCHRATE_P设置为很小的值，比如0.02 4. 设置MC_YAW_FF为0.5 注意：所有的增益都必须缓慢地增加，每次增加20%~30%，当快达到最佳的时候甚至以10%的幅度增加。过大的增益，容易导致非常危险的振动。 第二步：调整ROLL 速率和Pitch 速率 …… 第三步：调整ROLL 角度和Pitch 角度 …… 第四步：调整YAW速率 …… 第五步：调整YAW角度 ……

自动调节系统解析与pid整定.pdf 下载

2023-07-10 上传
要下载《自动调节系统解析与PID整定.pdf》，您可以按照以下步骤进行操作： 1. 首先，在互联网上打开一个网页浏览器。 2. 在地址栏中输入网址 https://www.example.com （请替换为您所需的文件下载网址）。 3. 打开...

pid控制算法的c语言实现.pdf

2023-12-28 上传
pid控制算法的c语言实现.pdf是一本介绍如何使用C语言来实现PID控制算法的电子书。PID控制算法是一种经典的控制算法，常用于工业控制领域。这本电子书通过简单易懂的方式，介绍了PID控制算法的基本原理和C语言实现的...

pid = PID(1,0.1,0.05,setpoint = 1)

2023-07-09 上传
PID 控制器是一种常见的反馈控制器，用于调节系统的输出以使其接近预设值（setpoint）。PID 的参数包括比例增益（proportional gain）、积分时间（integral time）和微分时间（derivative time）。这些参数的选择...

float PID_realize(float temp_val) { /*传入实际值*/ pid.actual_val = temp_val; /*计算目标值与实际值的误差*/ pid.err=pid.target_val-pid.actual_val; /*PID算法实现*/ float increment_val = pid.Kp*(pid.err - pid.err_next) + pid.Ki*pid.err + pid.Kd*(pid.err - 2 * pid.err_next + pid.err_last); /*传递误差*/ pid.err_last = pid.err_next; pid.err_next = pid.err; /*返回增量值*/ return increment_val; }

2023-07-14 上传
这段代码是一个 PID 控制器的实现函数。...这段代码实现了一个简单的 PID 控制器，用于根据给定的目标值和实际值计算出一个增量值，用于调节控制系统的输出。具体的 PID 控制算法实现可能会根据实际需求有所不同。

fp32 PID_calc(pid_type_def *pid, fp32 ref, fp32 set) { if (pid == NULL) { return 0.0f; } pid->error[2] = pid->error[1]; pid->error[1] = pid->error[0]; pid->set = set; pid->fdb = ref; pid->error[0] = set - ref; //最新误差=设定值-反馈数值 if (pid->mode == PID_POSITION) //位置式pid { pid->Pout = pid->Kp * pid->error[0]; //Kp*偏差 pid->Iout += pid->Ki * pid->error[0]; //Ki*偏差和 pid->Dbuf[2] = pid->Dbuf[1]; pid->Dbuf[1] = pid->Dbuf[0]; pid->Dbuf[0] = (pid->error[0] - pid->error[1]); pid->Dout = pid->Kd * pid->Dbuf[0]; //Kd*(偏差-上偏差) LimitMax(pid->Iout, pid->max_iout); pid->out = pid->Pout + pid->Iout + pid->Dout; LimitMax(pid->out, pid->max_out); } else if (pid->mode == PID_DELTA) //增量式pid { pid->Pout = pid->Kp * (pid->error[0] - pid->error[1]); pid->Iout = pid->Ki * pid->error[0]; pid->Dbuf[2] = pid->Dbuf[1]; pid->Dbuf[1] = pid->Dbuf[0]; pid->Dbuf[0] = (pid->error[0] - 2.0f * pid->error[1] + pid->error[2]); pid->Dout = pid->Kd * pid->Dbuf[0]; pid->out += pid->Pout + pid->Iout + pid->Dout; LimitMax(pid->out, pid->max_out); } return 0; }如何在主函数里面调用以上程序

2023-05-25 上传
pid.Ki = 0.1f; pid.Kd = 0.01f; pid.max_iout = 100.0f; pid.max_out = 1000.0f; pid.mode = PID_POSITION; pid.Iout = 0.0f; pid.Pout = 0.0f; pid.Dout = 0.0f; pid.fdb = 0.0f; pid.set = 0.0f; pid....

T_min = 20; % ，T_max = 40; % ， T_set = 25; Kp = 1.0;Kd = 0.2; pid_ctrl = pid(Kp, Ki, Kd); pid_ctrl.Ts = 0.1; pid_ctrl.InputName = 'error'; pid_ctrl.OutputName = 'u'; pid_ctrl.InputUnit = '℃'; pid_ctrl.OutputUnit = 'V'; net = feedforwardnet([10 5]); net = configure(net, rand(1,10), rand(1,1)); net.trainParam.showWindow = false; net.inputs{1}.name = 'error'; net.outputs{2}.name = 'u'; net.inputs{1}.processFcns = {'mapminmax'}; net.outputs{2}.processFcns = {'mapminmax'}; t = 0:0.1:100; input_signal = T_min + (T_max - T_min) * rand(size(t)); dt = 0.1; current_temperature = T_min; pid_output = 0; bp_output = 0; figure; T = T_rand(1); error = T_set - T; u_pid = 0; u_nn = 0; for i = 1:length(t) pid_output = pid_ctrl(error); bp_controller = train(bp_controller, current_temperature, input_signal(i));bp_output = bp_controller(current_temperature); 将这段代码的计算pid控制结果部分的代码改动并优化以下，并给出改后的代码

2023-06-12 上传
pid_ctrl.Ts = 0.1; % 采样时间 pid_ctrl.InputName = 'error'; pid_ctrl.OutputName = 'u'; pid_ctrl.InputUnit = '℃'; pid_ctrl.OutputUnit = 'V'; % 创建神经网络模型 net = feedforwardnet([10 5]); ...

如何判断PID调节得好不好

2023-04-24 上传
PID调节的好坏可以从以下几个方面来考虑： 1. 稳定性：若系统的输出波动不大，可以说明PID调节的效果比较好。 2. 响应速度：若系统的响应速度较快，说明PID调节得比较精准。 3. 超调量：若系统的超调量小，说明...

linux查看端口是否开放

2023-04-29 上传
例如，想要测试服务器的IP地址为192.168.0.1的端口80是否开放，可以运行以下命令： ```bash telnet 192.168.0.1 80 ``` 如果端口开放，就会出现以下信息： ``` Trying 192.168.0.1... Connected to 192.168.0.1. ...

% 设定恒温箱温度范围 T_min = 20; % 最低温度 T_max = 40; % 最高温度 % 设定目标温度 T_set = 30; % 目标温度 % 设计PID控制器 Kp = 1.0; % 比例系数 Ki = 0.5; % 积分系数 Kd = 0.2; % 微分系数 pid_ctrl = pid(Kp, Ki, Kd); % 创建PID控制器对象 % 设置PID控制器参数 pid_ctrl.Ts = 0.1; % 采样时间 pid_ctrl.InputName = 'error'; % 输入信号名称 pid_ctrl.OutputName = 'u'; % 输出信号名称 pid_ctrl.InputUnit = '℃'; % 输入信号单位 pid_ctrl.OutputUnit = 'V'; % 输出信号单位 % 设计BP神经网络控制器 net = feedforwardnet([10 5]); % 创建一个2层的前馈神经网络 net = configure(net, rand(1,10), rand(1,1)); % 随机初始化网络参数 net.trainParam.showWindow = false; % 不显示训练窗口 % 设置BP神经网络控制器参数 net.inputs{1}.name = 'error'; % 输入信号名称 net.outputs{2}.name = 'u'; % 输出信号名称 net.inputs{1}.processFcns = {'mapminmax'}; % 输入信号归一化 net.outputs{2}.processFcns = {'mapminmax'}; % 输出信号归一化 % 生成随机温度信号作为输入信号 t = 0:0.1:100; input_signal = T_min + (T_max - T_min) * rand(size(t)); % 设定仿真时间步长 dt = 0.1; % 初始化温度和控制器输出变量 current_temperature = T_min; pid_output = 0; bp_output = 0; % 初始化温度变化图像 figure; % 初始化控制系统 T = T_rand(1); % 初始温度 error = T_set - T; % 初始误差 u_pid = 0; % 初始PID控制输出 u_nn = 0; % 初始BP神经网络控制输出 % 开始仿真循环 for i = 1:length(t)给这段代码中补充一个计算pid控制输出的代码，并给出补充后的代码

2023-06-10 上传
在仿真循环中添加以下代码来计算PID控制输出： error = T_set - current_temperature; % 计算误差值 pid_output = pid_ctrl(error); % 计算PID控制器输出值 u_pid = pid_output; % 赋值给PID控制输出变量 补充后的...
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