pid控制算法公式详解，PID控制算法详解

很多朋友对pid控制算法公式详解，PID控制算法详解不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

1PID控制算法PIDPID控制器是什么？一个多世纪以来一直以各种形式使用，广泛应用于机械设备、气动设备、电子设备等。在工业应用中，PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一，也是当之无愧的通用算法。

PID实际上指的是“比例”、“积分”和“微分”，它们构成了PID的基本要素。每个任务完成不同的任务，对系统功能产生不同的影响。它结构简单，参数容易调整，因此常用于控制系统中。PID:比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成PID控制公式，其中：u(t)为控制器输出的控制量；(输出)

E(t)是偏差信号，等于给定量与输出量之差；(输入)KP为比例系数；(对应参数P)TI为积分时间常数；(对应参数I)TD是微分时间常数。(对应参数D)数字PID控制算法通常分为位置PID控制算法和增量PID控制算法。位置PID算法：e(k):用户设定值(目标值)-被控对象当前状态值比值P: e(k)积分I: e(i)误差的累积微分D: e(k)-e(k-1)本次误差-上次误差。

也就是说，位置PID就是当前系统的实际位置与你想要达到的期望位置之间的偏差。由于误差积分e(i)总是累加的，即当前输出u(k)与所有过去的状态相关，使用误差的累加值。(误差E会累积)，输出u(k)对应于执行机构的实际位置。一旦控制输出出现问题(被控对象当前状态值出现问题)，u(k)的大变化会引起系统的大变化。

而且，当位置PID的积分项达到饱和时，在积分作用下，误差会继续积累。一旦误差开始反向变化，系统需要一定的时间退出饱和区。所以当u(k)达到最大值和最小值时，应该停止积分动作，应该有积分限制和输出限制。所以在使用位置PID时，一般我们直接使用PD控制，位置PID适用于舵机中没有整体部件的对象，比如舵机、平衡车，温控系统的控制组合代码可以很好。

增量式PID算法中位置型和增量型有什么区别？分析它们的优缺点比例P: e(k)-e(k-1)这个误差-上次误差积分I: e(i)误差微分D: e(k)-2e(k-1) e(k-2)这个误差-2*上次误差增量PID根据

得到的控制量u(k)对应的是最近一段时间位置误差的增量，而不是没有误差积累时与实际位置的偏差，也就是说增量PID中不需要积累。控制增量u(k)的确定只与最近三次的采样值有关，所以通过加权处理容易获得较好的控制效果，而且当系统出现问题时，增量公式不会严重影响系统的工作。

总结：增量PID就是增加位置PID。此时控制器输出相邻两个采样时刻计算的位置值之差，结果为增量，即需要在上次控制量的基础上增加控制量(负值表示减少)。增量和位置的区别：

1、增量算法不需要累加，控制量增量的确定只与最近的偏差采样值有关，计算误差对控制量的计算影响很小。但是，位置算法使用过去偏差的累积值，这容易产生较大的累积误差。

2、增量算法获取控制量的增量。比如阀门控制，只输出阀门开度的可变部分，对误操作影响不大。必要时，可以通过逻辑判断限制或禁止这种输出，不会严重影响系统的工作。位置类型的输出直接对应对象的输出，所以对系统的影响很大。

3、增量式PID控制输出控制量的增量，没有积分功能，所以这种方法适用于执行机构中有积分部件的对象，如步进电机，而位置式PID适用于执行机构中没有积分部件的对象，如电液伺服阀。4、 PID控制时，位置PID需要积分限制和输出限制，而增量PID只需要输出限制。位置PID的优缺点：

位置PID是一种非递归算法，可以直接控制执行机构(如平衡小车)，u(k)的值与执行机构的实际位置(如小车的当前角度)一一对应，因此可以很好地应用于执行机构中没有积分部分的对象。缺点：每一次输出都与过去状态有关，计算时需要累加e(k)，运算量大。增量式PID的优缺点：优点：误操作时影响较小，必要时可通过逻辑判断去除错误数据。

手动/自动切换时冲击小，便于无扰动切换。当计算机出现故障时，它仍能保持原来的值。公式中不需要累加。控制增量 u (k)的确定只与最近三次的采样值有关。缺点：积分截断效应大，有稳态误差；(2)溢出影响大。有些受控对象用增量公式不好；回顾唐子红

以上知识分享希望能够帮助到大家！