Simulink建模:PID控制 |
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本文总结一些工作中在使用PID控制时积累的经验。 文章目录 1 引入2 PID控制的应用2.1 动态PID参数2.2 前馈-反馈控制2.3 积分饱和 3 总结 1 引入之前已经写过两篇关于PID控制的文章,主要从建模的角度描述如何搭建出来PID控制算法。在实际工程项目中,PID的调试可能会比仿真更加麻烦。因此,博主希望专门写一篇用来总结一下自己开发调试的经验,以供日后参考,或者其他同行参考。 由于不同工程师所面对的被控对象的特性不同,博主的一些经验不一定适合所有的应用场景。 2 PID控制的应用对于基础的三个PID参数的理解,已经有很多资料(包括控制理论教科书上的推导公式),博主不再赘述。这一章主要讲讲在工程中对PID算法进行的一些延申和调试经验,以适应复杂的工程问题。 2.1 动态PID参数假设在实车车速为30km/h的时候通过调整PID参数使得制动模块达到了性能需求,但是车速在60km/h的时候这套参数又不满足需求,经调试后又获得一套不同的PID参数可以满足60km/h的速度。 针对上面的情况,就可以通过以车速为断点,查表得到不同车速下的PID参数,满足不同车速下的控制性能指标。模型示意如下: 博主还见过一种动态调参方式是通过偏差值查表得出参数,如下图所示。 PID是反馈控制,也就是需要根据偏差来进行控制,这就造成了一定会有延迟。如果在产生偏差之前就预判到应该大致发出多少的控制量,在这个基础上再通过PID的反馈控制来弥补一些偏差,就能响应得更快。 例如ADAS的车道居中功能,在进入弯道之前没有横向位移的偏差。如果进入弯道之后产生了偏差再去利用PID的反馈控制,就会有延迟,会有偏离车道的风险。 模型示意如下: 积分器如果不限制上下限,可能会累积得过大。当超过了系统所能承载的控制量的上下限时,就会到达饱和状态,此时系统产生了超调。超调后由于Err符号相反,会有回正趋势,但是因为积分项积累过大,积分项和比例项想抵消以前的累计更加困难,必须等到控制量进入系统上下限范围的时候才会开始回正,所以这个回正过程会非常迟缓。 基于以上问题,在实际PID控制中需要对积分饱和的情况进行处理。常用方式是积分项限值和复位的处理。 本文总结一些工作中在使用PID控制时积累的经验。 >>返回个人博客总目录 |
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