形象解釋PID算法 小明接到這樣一個任務： 有一個水缸點漏水(而且漏水的速度還不一定固定不變)，要求水面高度維持在某個位置，一旦發現水面高度低於要求位置，就要往水缸里加水。 小明接到任務后就一直守在水缸旁邊，時間長就覺得無聊，就跑到房里看小說了，每30分鍾來檢查一次水面高度。水漏得太快，每次 ...

該系列為DR_CAN自動控制原理視頻筆記，詳見https://space.bilibili.com/230105574 由於筆者水平有限，文中難免存在一些不足和錯誤之處，誠請各位批評指正。 1 比例控制器的不足 之前提到過，比例控制不能很好的消除系統的穩態誤差，因此需要引入積分控制來消除 ...

　　從PID控制的基本原理我們知道，微分信號的引入可改善系統的動態特性，但也存在一個問題，那就是容易引進高頻干擾，在偏差擾動突變時尤其顯出微分項的不足。為了解決這個問題人們引入低通濾波方式來解決這一問題。 1、不完全微分的基本思想 　　微分項有引入高頻干擾的風險，但若在控制算法中加入低通濾波器 ...

　　前面已經實現了各種的PID算法，然而在某些給定值頻繁且大幅變化的場合，微分項常常會引起系統的振盪。為了適應這種給定值頻繁變化的場合，人們設計了微分先行算法。 1、微分先行算法的思想 　　微分先行PID控制是只對輸出量進行微分，而對給定指令不起微分作用，因此它適合於給定指令頻繁升降的場合 ...

前面的文章中，我們已經講述了PID控制器的實現，包括位置型PID控制器和增量型PID控制器。但這個實現只是最基本的實現，並沒有考慮任何的干擾情況。在本節及后續的一些章節，我們就來討論一下經典PID控制器的優化與改進。這一節我們首先來討論針對積分項的積分分離優化算法。 1、基本思想 我們已經講述 ...

從微積分的基本原理看，積分的實現是在無限細分的情況下進行的矩形加和計算。但是在離散狀態下，時間間隔已經足夠大，矩形積分在某些時候顯得精度要低了一些，於是梯形積分被提出來以提升積分精度。 1、梯形積分基本思路 在PID控制其中，積分項的作用是消除余差，為了盡量減小余差，應提高積分項的運算精度 ...

　　在普通的PID控制算法中，由於積分系數Ki是常數，所以在整個控制過程中，積分增量是不變的。然而，系統對於積分項的要求是，系統偏差大時，積分作用應該減弱甚至是全無，而在偏差小時，則應該加強。積分系數取大了會產生超調，甚至積分飽和，取小了又不能短時間內消除靜差。因此，如何根據系統的偏差大小改變積分 ...

，PID控制器的輸出由於積分作用的不斷累加而擴大，從而導致控制器輸出不斷增大超出正常范圍進入飽和區。當系統出 ...