【学习记录】PID原理学习以及在matlab/simulink中实现PID调参 |
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PID是什么
PID:基于误差来消除误差的控制策略,就是“比例P(proportional)+积分I(integral)+微分D(derivative)”,是一种常见的“保持稳定”控制算法。 PID表达式: 比例P(proportional)+积分I(integral)+微分D(derivative) 现在——过去——将来 实例![]() ![]() r:希望输出 x:实际输出 e:误差(error) 在simulink中搭建如下:(取Kp=10) ![]() 仿真图像如下: ![]() 分析可得,如果需要蓝线趋近于黄线(即稳态误差为0、控制达到期望值),则需要Kp趋于+∞。 Kp=10000图像如图:可知蓝线无限接近于黄线 ![]() 但在实际情况下,Kp不会趋于无穷大。故需要引入其他调整项。 使用比例积分控制(PI)![]() 在simulink中搭建如下:(取Kp=1,Ki=9) ![]() 仿真图像如下: ![]() 实际情况下:可直接调用PID控制器模块: ![]() ![]() ![]() 该模块内置有许多功能,其中有个重要的功能则是PID TUNER(自动调参)。 ![]() 可以通过自主调节或自动调节来改善系统的鲁棒性、响应时间快慢等等。 使用比例微分控制(PD)对于二阶系统: ![]() ![]() 其推导与搭建过程与PI控制类似,simulink搭建系统如下:(取Kp=9,Ki=3) ![]() 仿真图像如下: ![]() 直接使用PID控制器模块同理。 而通常使用的时候直接选择PID即可,不需要使用的参数设置为0即可。 ![]() 这里有一个点: ![]() 内置函数的微分项不是DS,使用时需要注意。(多引入了一个参数N,一般实际使用时也不会是单独一个DS)。 更多我觉得百度搜到的这篇文章讲到了更多东西:一文搞懂PID控制算法 - 知乎 (zhihu.com) 在实际的PID调参过程中,考虑调整系数的顺序一般为P——I——D。 若想知道Kp,Ki,Kd三个参数对于系统的影响分别是什么,我觉得下图可以体现出来: ![]() 本文仅为作者的学习记录。若想完全的弄明白PID的原理以及在matlab/simulink中的使用。 你需要学习《高等数学》《控制工程基础》(《自动控制原理》)等课程。 最后再再再次感谢b站up主:德狗追求独立的个人空间_哔哩哔哩_bilibili 本文参考:PID原理讲解与Matlab/Simulink仿真(下)_哔哩哔哩_bilibili 一文搞懂PID控制算法 - 知乎 (zhihu.com) |
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