簡單的PID控制算法及其改進(jìn)

不管在電工實際使用，還是電氣科研入門。對于某個系統(tǒng)過程的控制是不可避免的，特別是人工智能興起的今天，電氣作為工科領(lǐng)域的老大哥，也是與時俱進(jìn)的，現(xiàn)在我們來了解一下幾種簡單傳統(tǒng)的控制算法及其改進(jìn)。

PID控制算法：

PID控制算法在工業(yè)微機(jī)中已經(jīng)應(yīng)用的比較廣泛，控制結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)易于調(diào)整，一般是根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行在線對參數(shù)整定。

PID控制算法的控制規(guī)律：

其中U（t）代表的PID控制的輸出，e（t）代表的輸入信號，Kp代表的是比例系數(shù)，Ti代表的是積分控制，Td代表的是微分控制。

如果將它建立成模型控制系統(tǒng)：

比例環(huán)節(jié)：即系統(tǒng)的偏差信號e（t）會產(chǎn)生成比例的控制作用來減少偏差。缺點是加大了比列系數(shù)會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。

積分環(huán)節(jié)：積分控制主要是用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的無差度，但是積分常數(shù)越大反而積分作用越弱。缺點是它可能會使系統(tǒng)頻帶變窄。

微分環(huán)節(jié)：作用是具有預(yù)見性，能反應(yīng)偏差信號的變化率，能提前知道變化趨勢。加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時間。

以上可以進(jìn)行三種組合控制即：PI，PD和PID三種。

改進(jìn)的第一種位置式PID控制：

就是將上面提到的PID控制離散，也就是將一個連續(xù)的輸入變成無數(shù)個斷點

離散化之后可以對工業(yè)情況中某次特殊情況單獨進(jìn)行分析，只對它偏差值進(jìn)行點控。

改進(jìn)的第二種增量式PID算法模型

因為位置式PID控制算法中，每次的輸出與控制偏差e過去的整個變化有關(guān)，這樣的累加效應(yīng)會使系統(tǒng)產(chǎn)生較大的累計偏差，讓整個控制系統(tǒng)出現(xiàn)不良的超調(diào)現(xiàn)象。其中A，B，C是為了編程更加方便，優(yōu)點是只需要計算三次采樣周期的偏差值舊的計算出本次周期的控制變量▲U的增量。

以上只是在初次對PID控制算法中的學(xué)習(xí)心得，希望有助于前沿的前輩們學(xué)習(xí)掌控，后續(xù)也會對其它智能控制算法上的普及，比如遺傳算法和粒子群算法，煙花算法等。