PID
pid参数的整定过程
pid参数的整定过程
PID（比例-积分-微分）控制器是一种常用的反馈控制器，用于调节和稳定系统。
PID控制器的参数整定过程通常包括以下几个步骤：
1.初始参数设定：根据系统的性质和需求，设置PID控制器的初
始参数。
通常情况下，可以将三个参数（比例增益Kp、积分时
间Ti、微分时间Td）都设为一个较小的初始值。
2.比例增益调整：从零开始逐步增加比例增益Kp的数值，观察
系统响应的变化。
如果Kp过小，系统响应可能过慢；如果Kp
过大，系统可能会出现超调或不稳定的情况。
通过不断调整Kp
的数值，直到找到一个合适的值，使得系统响应快速且稳定。
3.积分时间调整：在找到合适的Kp之后，开始调整积分时间Ti
的数值。
增大Ti会增加积分作用的影响，降低控制器对于持续
偏差的敏感度。
然而，过大的Ti可能导致系统响应的延迟和振
荡。
通过逐步调整Ti的数值，找到一个使系统响应稳定且快速
的值。
4.微分时间调整：在完成比例增益和积分时间的调整后，可以开
始调整微分时间Td的数值。
微分作用可以抑制系统响应中的
过冲和振荡，并提高系统的稳定性。
然而，过大的Td可能会引
入噪声的放大。
通过逐步调整Td的数值，找到一个能够平衡系
统响应速度和稳定性的值。
5.反复迭代：整定PID参数是一个迭代的过程。
一旦完成了上述
步骤，需要对整个系统进行测试和观察，以确定参数的最佳组合。
如果发现系统仍然存在问题，可以根据实际情况再次进行参数调整，直到达到满意的控制效果。
pid 体积电阻率
pid 体积电阻率
体积电阻率（PID，或称为体积电阻率指数）是一个重要的物理参数，用于描述材料在电场作用下的导电性能。
它是材料电阻的一种度量，反映了材料内部电子或离子的流动能力。
PID的数值越大，表示材料的导电性能越差，即电阻越大；反之，PID的数值越小，表示材料的导电性能越好，即电阻越小。
PID的计算公式为：ρ = R * A / L，其中ρ表示体积电阻率，R表示电阻，A表示材料的横截面积，L表示材料的长度。
从这个公式可以看出，PID与材料的电阻成正比，与材料的尺寸（横截面积和长度）成反比。
对于不同的材料，PID的数值差异很大。
例如，金属材料的PID通常很小，因为它们具有良好的导电性能。
而绝缘材料（如塑料、橡胶等）的PID则很大，因为它们的导电性能很差。
这种差异使得PID成为评估材料导电性能的一个重要指标。
在实际应用中，PID被广泛用于电气、电子、通信等领域。
例如，在电子设备的设计和制造过程中，需要选择具有适当PID的材料来确保设备的正常运行。
如果材料的PID过大，可能会导致设备无法正常工作或存在安全隐患。
此外，PID还与材料的电学性质、热学性质、力学性质等密切相关。
因此，在研究材料的导电性能时，PID是一个不可忽视的重要参数。
总之，体积电阻率（PID）是一个用于描述材料导电性能的重要物理参数。
通过了解和掌握PID的概念和计算方法，可以更好地理解和应用材料的导电性能，为相关领域的研究和应用提供有力支持。
UID、PID、PPID是什么？
UID、PID、PPID是什么？
UID是⽤户ID，PID是进程ID，PPID是⽗进程ID。
UID
UID ⽤户⾝份证明(User Identification)的缩写。
UID⽤户在注册后，系统会⾃动的给你⼀个UID的数值。
意思就是给这名⽤户编个号。
PID
PID（Process Identification）操作系统⾥指进程识别号，也就是进程标识符。
操作系统⾥每打开⼀个程序都会创建⼀个进程ID，即PID。
PID（进程控制符）英⽂全称为Process Identifier。
PID是各进程的代号，每个进程有唯⼀的PID编号。
它是进程运⾏时系统分配的，并不代表专门的进程。
在运⾏时PID是不会改变标识符的，但是进程终⽌后PID标识符就会被系统回收，就可能会被继续分配给新运⾏的程序。
只要运⾏⼀程序，系统会⾃动分配⼀个标识。
是暂时唯⼀：进程中⽌后，这个号码就会被回收，并可能被分配给另⼀个新进程。
只要没有成功运⾏其他程序，这个PID会继续分配给当前要运⾏的程序。
如果成功运⾏⼀个程序，然后再运⾏别的程序时，系统会⾃动分配另⼀个PID。
PPID
代表当前进程的⽗进程ID;。
pid处理措施
pid处理措施
PID处理措施主要指的是在控制系统中，针对PID（比例-积分-微分）控制器参数的调整与优化措施。
PID控制器是工业控制应用中最基本且广泛使用的控制器类型，其作用是对系统的输出信号进行实时调节，以达到对系统被控变量精确跟踪设定值的目的。
1.比例（P）控制：增加比例增益KP可以加快系统的响应速度，但过大会导致系统振荡或不稳定；减小KP则会使系统响应变慢，但能提高稳定性。
2.积分（I）控制：积分作用主要是消除稳态误差，但过大的积分时间常数TI会导致积分饱和，系统响应变慢；减小TI虽能加快消除稳态误差的速度，但也可能引入超调和振荡。
3.微分（D）控制：微分作用有助于提前预测并抑制被控量的变化趋势，从而改善系统的动态性能，减少超调。
增大微分时间常数TD会增强系统的阻尼效果，但过大会使系统对噪声敏感；反之，减小TD可降低系统的灵敏度，使其更稳定。
因此，在实际应用中，PID处理措施主要包括以下几点：
-根据系统特性及控制要求，合理选择和整定PID参数；
-采用自动整定算法或者经验法进行参数整定；
-可根据需要采取PI、PD或者其它复合控制策略；
-在复杂工况下，可能还需要考虑抗积分饱和、抗微分干扰等措施；
-对于非线性、时变、大滞后等特殊系统，可能需要采用更为复杂的控制策略，如模糊PID、自适应PID等。
PID名词定义
PID工程控制和数学物理方面PID（比例积分微分）英文全称为Proportion Integration Differentiation，它是一个数学物理术语。
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regu lator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rock well的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet 相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
PID通俗易懂的讲解
很多同学都不清楚PID是个什么东西，因为很多不是自动化的学生。
他们开口就要资料，要程序。
这是明显的学习方法不对，起码，首先，你要理解PID是个什么东西。
本文以通俗的理解，以小车纵向控制举例说明PID的一些理解。
首先，为什么要做PID？由于外界原因，小车的实际速度有时不稳定，这是其一，要让小车以最快的时间达达到既定的目标速度，这是其二。
速度控制系统是闭环，才能满足整个系统的稳定要求，必竟速度是系统参数之一，这是其三.小车调速肯定不是线性的，外界因素那么多，没人能证明是线性的。
如果是线性的，直接用P就可以了。
比如在P WM=60%时，速度是2M/S，那么你要它3M/S，就把PW M提高到90%。
因为90/60=3/2，这样一来太完美了。
完美是不可能的。
那么不是线性的，要怎么怎么控制PW M使速度达到即定的速度呢？即要快，又要准，又要狠。
（即快准狠）系统这个速度的调整过程就必须通过某个算法调整，一般PID就是这个所用的算法。
可能你会想到，如果通过编码器测得现在的速度是2.0m/s,要达到2.3m/s的速度，那么我把pwm增大一点不就行了吗？是的，增大pwm多少呢？必须要通过算法，因为PWM和速度是个什么关系，对于整个系统来说，谁也不知道。
要一点一点的试，加个1%,不够，再加1%还是不够，那么第三次你还会加1%吗？很有可能就加2%了。
通过PID三个参数得到一个表达式：△PW M=a *△V1+b *△V2+c *△V3,ab c是通过PID的那个长长的公式展开，然后约简后的数字，△V1 ，△V2 ，△V3 此前第一次调整后的速度差 ,第二次调整后的速度差,第三次。
什么是PID
什么是PIDPID 控制是比例积分微分控制的简称。
PID 控制器早在 30年代末期就已出现。
除了在最简单情况下应用的开关控制外，它是当时唯一的控制方式。
经过 50多年来的不断更新换代，PID 控制得到了长足的发展。
特别是近年来，随着计算机技术的飞速发展，发生了由模拟PID 控制到数字PID 控制的重大转变。
与此同时还涌现出了许多新型 PID 控制算法和控制方式。
例如，非线性 PID 控制、自适应 PID 控制、智能PID 控制等等。
到目前为止，PID 控制仍然是历史最久、生命力最强的基本控制方式。
这是因为PID 控制具有如下优点。
1) PID 控制原理简单，使用方便，并且已经形成了一套完整的参数设计和参数整定方法，很容易为工程技术人员所掌握。
2) PID 控制算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息。
通过对比例系数、积分时间常数和微分时间常数的适当调整，可以达到良好的控制效果。
3) PID 控制适应性强，可以广泛用于电气传动、伺服控制、化工、热工、冶金、炼油、造纸、建材以及加工制造等各个生产部门。
4) PID控制鲁棒性较强，即其控制品质对控制对象特性的变化不十分敏感。
5) PID 控制可以根据不同的需要，针对自身的缺陷进行改进，并形成了一系列改进的算法。
正是由于 PID 控制具有上述许多优点，使得它仍然是在电气传动和过程控制中应用最广泛的基本控制方式。
下面将分别讨论PID 控制中的各种控制规律。
(1) 比例控制规律图1 P 控制器我们把具有比例控制规律的控制器称为 P 控制器，如图1所示。
其中Kp 称为比例增益。
在 P 调节中，控制器的输出信号u (t)与偏差输入信号e(t)成比例，即（1）)()(t e K t u P =需注意，上式中控制器的输出u实际上是对其起始值u。
的增量。
因此，当偏差e(t)为零而使计算出的u（t）=0时，并不意味着控制器没有输出，它只说明此时有u(t) = u 0。
通俗易懂的PID控制算法讲解
最优控制旨在寻找一种最优的控制策 略，使得系统性能达到最优。与PID 控制相比，最优控制具有更高的性能 指标和更好的全局优化能力。然而， 最优控制的实现需要精确的数学模型 和大量的计算资源，且对系统参数变 化较为敏感。
05
PID控制算法的应用实例
工业自动化领域的应用
要点一
温度控制
在工业生产过程中，PID控制算法被 广泛应用于温度控制系统中，如熔炼 炉、热处理炉等设备的温度控制。通 过实时采集温度数据，与设定值进行 比较，PID控制器能够自动调节加热 元件的功率，使温度稳定在设定值附 近。
该传递函数描述了PID控制器在频域中的特性，可用于分析系统的稳定性、动态性能和 稳态精度等。
通过调整Kp、Ki和Kd三个参数，可以实现对系统性能的优化。在实际应用中，常采用 试凑法、经验法或优化算法等方法来确定PID参数。
03
PID控制算法的参数整定
参数整定的意义
提高系统性能
通过调整PID控制器的参数，可以优化系统 的动态响应和稳态精度，从而提高系统的整 体性能。
适应不同应用场景
不同的被控对象和不同的应用场景需要不同的PID 参数配置，参数整定可以使PID控制器适应各种应 用场景。
保证系统稳定性
合理的参数配置可以保证系统的稳定性，避 免系统出现振荡或失控等不稳定现象。
参数整定的方法
试凑法
根据经验或实验数据，逐步调整 PID控制器的参数，观察系统的响 应情况，直到满足性能指标要求 。
PID控制算法由比例（P）、积分（I） 和微分（D）三个部分组成，每个部 分都有不同的作用，通过调整三个部 分的参数可以实现对系统的精确控制 。
PID控制算法的应用领域
01
02
03
PID详细讲解
第五章PID控制算法控制算法5.1PID控制原理与程序流程5.1.1过程控制的基本概念过程控制――对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制。
一、模拟控制系统图5-1-1 基本模拟反馈控制回路被控量的值由传感器或变送器来检测，这个值与给定值进行比较，得到偏差，模拟调节器依一定控制规律使操作变量变化，以使偏差趋近于零，其输出通过执行器作用于过程。
控制规律用对应的模拟硬件来实现，控制规律的修改需要更换模拟硬件。
二、微机过程控制系统图5-1-2 微机过程控制系统基本框图以微型计算机作为控制器。
控制规律的实现，是通过软件来完成的。
改变控制规律，只要改变相应的程序即可。
三、数字控制系统DDC图5-1-3 DDC系统构成框图DDC(Direct Digital Congtrol)系统是计算机用于过程控制的最典型的一种系统。
微型计算机通过过程输入通道对一个或多个物理量进行检测，并根据确定的控制规律(算法)进行计算，通过输出通道直接去控制执行机构，使各被控量达到预定的要求。
由于计算机的决策直接作用于过程，故称为直接数字控制。
DDC系统也是计算机在工业应用中最普遍的一种形式。
5.1.2模拟PID 调节器一、模拟PID 控制系统组成图5－1－4 模拟PID 控制系统原理框图 二、模拟PID 调节器的微分方程和传输函数 PID 调节器是一种线性调节器，它将给定值r(t)与实际输出值c(t)的偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制。
1、PID 调节器的微分方程⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰tDI P dt t de T dt t e T t e K t u 0)()(1)()( 式中 )()()(t c t r t e -= 2、PID 调节器的传输函数⎥⎦⎤⎢⎣⎡++==S T S T K S E S U S D D I P 11)()()(三、PID 调节器各校正环节的作用1、比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用以减小偏差。
pid通俗讲解
pid通俗讲解
PID全称是Proportional-Integral-Derivative（比例、积分、微分）控制，是一种广泛应用于工业过程控制的控制策略，也是最早发展的控制策略之一。
PID 控制器是一种将比例、积分、微分三部分合而为一的控制器，通过计算出控制量进行控制。
比例控制P是一种基于反馈的控制方式，能够快速调整系统输出，以满足需求的变化。
它将偏差（目标值和实际值的差值）乘以比例系数Kp作为控制输出，以确保输出能够快速跟上偏差的变化。
比例控制可以快速调整系统输出，在一些简单的系统中可以单独使用。
积分控制I是一种基于累计的控制方式，用于消除静态误差。
它的输出是过去偏差的积分值，即偏差乘以积分时间Ti。
积分控制可以消除静态误差，因此在一些需要保持一定稳定性的系统中可以单独使用。
微分控制D是一种基于变化趋势的控制方式，用于改善系统动态品质。
它的输出是偏差的变化率，即偏差的导数。
微分控制可以预测未来的变化趋势，并在偏差还未达到预期值时进行提前调整，从而改善系统动态品质。
在实际应用中，这三种控制方式可以单独使用，也可以结合使用。
例如，在一些简单的系统中，可以单独使用比例控制，以保证系统的快速响应。
在一些复杂的系统中，可以结合使用比例、积分、微分三种控制方式，以达到更好的控制效果。
需要注意的是，PID控制需要通过参数整定来达到最佳的控制效果。
不同的系统需要不同的PID参数，通常需要根据实际情况进行调整。
调整顺序为比例、积分、微分。
在调整参数时，需要注意曲线振荡的情况，此时需要调整比例度盘或积分时间，理想的曲线为前高后低4比1。
pid流程
pid流程PID (Proportional-Integral-Derivative) 是一种常用的控制算法，用于调节一个系统的输出，以使其尽可能接近设定的目标值。
PID控制器根据系统输入与期望值的偏差来计算并调整输出的控制信号。
PID控制器的工作原理可以通过以下三个步骤来说明：1. 比例控制 (Proportional Control)比例控制是PID控制器中最基本的部分。
它根据当前的偏差反馈信号与给定的比例增益(Kp)相乘，计算出一个控制输出信号。
该控制信号与偏差成正比，但与偏差的变化率无关。
比例控制的作用是对系统偏差进行纠正，使得系统尽快接近设定值。
2. 积分控制 (Integral Control)积分控制是为了解决偏差持续存在的情况。
它根据偏差的积分值与给定的积分增益(Ki)相乘，计算出一个控制输出信号。
积分控制能够消除比例控制无法纠正的稳态误差。
积分控制的作用是减小系统的稳态误差，并提高系统的稳定性。
3. 微分控制 (Derivative Control)微分控制是为了解决系统响应过程中的超调和振荡问题。
它根据偏差的变化率与给定的微分增益(Kd)相乘，计算出一个控制输出信号。
微分控制通过抑制系统的过度响应，使系统能够更快速地接近目标值，并减小振荡现象的发生。
PID控制器的工作过程可以总结为控制循环的迭代计算。
首先，计算出当前的偏差，然后根据比例控制、积分控制和微分控制的公式，求得一个控制输出信号。
将此信号与系统的输入进行比较，并根据偏差的大小进行相应的调整。
这个过程会不断循环，直到系统的输出达到设定的目标值。
在实际应用中，需要根据系统的特性和需求，选择合适的比例增益、积分增益和微分增益。
这些参数的选择直接影响到控制器的性能和稳定性。
如果比例增益过大，系统可能会出现振荡；如果积分增益过大，系统可能会出现过度调整；如果微分增益过大，系统可能会出现不稳定。
因此，需要在实际应用中进行调试和优化。
PID百度百科
这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。
PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。
PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
其输入e (t)与输出u (t)的关系为u(t)=kp(e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)其中kp为比例系数； TI为积分时间常数； TD为微分时间常数编辑本段基本用途它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp， Ti和Td）即可。
在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。
首先，PID应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。
其次，PID参数较易整定。
也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。
如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。
第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进，下面两个改进的例子。
在工厂，总是能看到许多回路都处于手动状态，原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。
由于这些不足，采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。
PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。
现在，自动整定或自身整定的PID 控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。
在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解决：如果自整定要以模型为基础，为了PID参数的重新整定在线寻找和保持好过程模型是较难的。
什么是PID？什么是PID控制？PID参数整定学习心德
什么是PID？什么是PID控制？PID参数整定学习心德目前在我们的工业控制中PID 控制已经应用非常普遍，那什么是PID 控制呢？有些人可能知之甚少有些人呢可能知道一些概念性的东西但倒底是怎么进行控制的就不知道了。
总觉的听起来好像都是一些高等数学计算题谈虎色变，其实在实际的运算过程中不过是一些小学数学计算加减乘除四则运算。
当然我就是这些人当中的一份子，不过最近通过学习才了解到其实并不是像我们想像的那样难。
那么我从概念到计算再到参数整定这其中的学习心德分享给大家。
首先从概念上给大家普及一下什么是PID：PID 就是比例控制P；积分控制I; 微分控制D 三者的结合。
单从名字上听起来好像很复杂，但其实现的过程是非常简单的那么我们就从最简单的二位控制开始从概念上来学习。
二位控制：这是最简单的反馈控制，有时也叫开关控制。
这种控制是当被测量达到最高值或最低值的时候，就给出一个开关的信号。
虽然被测量可能是模拟量，但控制输出是开关的，所以叫两位控制。
在工业现场，有许多温控器和液位开关控制是采用这种方式的，比如最常用的电接点压力表、电接点温度表就是二位控制。
比例控制P：控制器的输出值与被控参数的测量值和设定值或某个参考点的偏差是一个比例关系。
比例控制比二位控制要平滑一些，消除了二位控制时会产生的被控量上下振荡的情形。
比如，对一个反应罐的液位，如果设定的液位值是2700 毫米，当液位降低时，进料管道上的阀门就要增加开度，而液位偏高时，则要将开度减小。
增加和减小的比例与液位和设定值的偏差大小成比例关系。
积分控制：在积分控制中，被控变量的值的变化与控制系统输出控制到实际生效的时间有一个预先设定的关系。
执行机构的输出是渐渐地达到设定的值的。
这种控制方式的产生是由于实际的控制元件和执行机构从给出输出信号到使被控变量达到设定值往往需要一段时间。
最常见的例子是温度控制，。
PID百科
在增量式算法中，比例项与积分项的符号有以下关系：如果被控量继续偏离给定值，则这两项符号相同，而当被控量向给定值方向变化时，则这两项的符号相反。
由于这一性质，当被控量接近给定值的时候，反号的比例作用阻碍了积分作用，因而避免了积分超调以及随之带来的振荡，这显然是有利于控制的。但如果被控量远未接近给定值，仅刚开始向给定值变化时，由于比例和积分反向，将会减慢控制过程。
(2) 积分控制Ｔｉ对系统性能的影响：
积分作用使系统的稳定性下降，Ｔｉ小（积分作用强）会使系统不稳定，但能消除稳态误差，提高系统的控制精度。
(3) 微分控制Ｔｄ对系统性能的影响：
微分作用可以改善动态特性，Ｔｄ偏大时，超调量较大，调节时间较短。Ｔｄ偏小时，超调量也较大，调节时间也较长。只有Ｔｄ合适，才能使超调量较小，减短调节时间。
e(t);;;;; 控制器输入与设定值之间的误差。
Kp;;;;;;; 比例系数。
Ti;;;;;;; 积分时间常数。
Td;;;;;;; 微分时间常数。
T;;;;;;;; 调节周期。
对于增量式算法，可以选择的功能有：
(1) 滤波的选择
可以对输入加一个前置滤波器，使得进入控制算法的给定值不突变，而是有一定惯性延迟的缓变量。
如果实际实现的控制量为U=U（上限值或下限值），则有效偏差可以逆推出，即：
=
然后，由该值计算积分项
3) 微分先行PID算法
当控制系统的给定值发生阶跃时，微分作用将导致输出值大幅度变化，这样不利于生产的稳定操作。因此在微分项中不考虑给定值，只对被控量（控制器输入值）进行微分。微分先行PID算法又叫测量值微分PID算法。公式如下：
一旦控制变量进入饱和区，将只执行削弱积分项的运算而停止进行增大积分项的运算。具体地说，在计算Ui时，将判断上一个时刻的控制量Ui-1是否已经超出限制范围，如果已经超出，那么将根据偏差的符号，判断系统是否在超调区域，由此决定是否将相应偏差计入积分项。
简述pid的基本原理
简述pid的基本原理
PID控制的基本原理是:
1. PID(比例-积分-微分)是一种常用的线性反馈控制方法。
2. PID通过计算系统偏差e(t)来调整过程变量,使其接近设定值。
3. PID控制器计算的输出信号由三部分组成:
- P(Proportional):测量系统偏差e(t),按比例增加输出信号,可以加快系统响应速度。
- I(Integral): 对偏差e(t)累积求和,可以消除系统稳态误差。
- D(Derivative):测量偏差e(t)变化率,可以提高系统稳定性和减少调整时间。
4. PID控制器输出信号u(t) = Kp*e(t) + Ki*∫e(t)dt + Kd*de(t)/dt
5. 通过调整Kp、Ki、Kd三个参数,可以获得系统的最佳响应特性,实现稳定的控制效果。
6. PID控制简单实用,应用广泛,是一种经典的自动控制方法。
化工pid标准
化工pid标准
化工PID标准是指在化学工程中常用的调节器的类型和参数的标准。
PID调节器是一种常见且广泛应用的自动控制装置，用于控制和调节化工过程中的温度、压力、流量等参数。
化工PID标准通常包括以下内容：
1. 调节器的类型：常见的调节器类型包括比例控制器（P控制器）、比例积分控制器（PI控制器）、比例积分微分控制器（PID控制器）等。
2. 调节器的参数设置：包括比例系数（KP）、积分时间（Ti）、微分时间（Td）等。
这些参数的选择和调整是根据具体的化工过程和控制要求来确定的。
3. 控制回路的稳定性分析：对于化工过程中的不稳定因素和干扰因素，需要进行稳定性分析，以确保控制系统能够在各种工况下稳定运行。
4. 控制系统的性能评价：通过指标如超调量、调节时间、稳态误差等对控制系统的性能进行评价，以确定调节器参数的优化方案。
化工PID标准可根据不同的工程需求和行业标准进行调整和优化。
此外，化工PID标准通常还需要考虑安全性、可靠性和经济性等因素，以确保化工过程的安全运行和高效运行。
PID参数整定方法
PID参数整定方法PID（Proportional-Integral-Derivative，比例积分微分控制）是一种常用的控制算法，它通过调整输出信号，使得被控对象的输出变量尽可能地接近设定值。
为了实现良好的控制效果，需要对PID参数进行合理的整定。
下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。
1.经验整定法：经验整定法是一种经验性的参数整定方法，根据工程经验和试错原则来确定PID参数。
具体步骤如下：-初始设定PID参数为Kp=1，Ki=0，Kd=0。
-逐渐增加Kp的值，直到系统开始出现超调现象。
-根据系统的超调量，逐渐减小Kp的值，直到系统的超调量满足要求。
-根据系统的超调时间，逐渐增加Ki的值，使得系统的超调时间减小。
-根据系统的响应速度，逐渐增加Kd的值，使得系统的响应速度增加。
2. Ziegler-Nichols指标整定法：Ziegler-Nichols指标整定法是一种基于系统阶跃响应的参数整定方法，通过测量系统的阶跃响应特性来确定PID参数。
该方法分为三种整定方式：- Ziegler-Nichols开环法：-将系统设置为开环控制。
-逐渐增大Kp的值，直到系统开始出现持续振荡的现象。
-记录该时刻的Kp值（Ku）和持续振荡的周期（Tu）。
-根据Ku和Tu计算出PID参数：Kp=0.6Ku，Ki=1.2Ku/Tu，Kd=3KuTu/40。
- Ziegler-Nichols闭环法：-将系统设置为闭环控制。
-逐渐增大Kp的值，直到系统的输出响应快速但不超调。
-记录该时刻的Kp值（Ku）。
-根据系统的临界增益（Ku）计算出PID参数：Kp=0.33Ku，Ki=0.33Kp/Tu，Kd=0.33KpTu。
- Ziegler-Nichols两点法：-将系统设置为闭环控制。
-记录系统输出值最初变化的瞬间（T1）和最终变化的瞬间（T2）。
-根据T1和T2计算出PID参数：Kp=(4/Tu)(1/T1+1/T2)，Ki=2/Tu，Kd=KpTu/83. Chien-Hrones-Reswick方法：Chien-Hrones-Reswick方法是一种基于系统阶跃响应曲线形状的参数整定方法。
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对串级PID和单级PID的理解
先整定内环，后整定外环
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢。
微分时间应加长
理想曲线两个波，前高后低4比1
【扫盲知识】
串级PID：采用的角度P和角速度PID的双闭环PID算法------>角度的误差被
作为期望输入到角速度控制器中（角度的微分就是角速度）
对于本系统则采用了将角度控制与角速度控制级联的方式组成整个串级 PID 控制器。
串级 PID 算法中，角速度内环占着极为重要的地位。
在对四旋翼飞行的物理模型进行分析后，可以知道造成系统不稳定的物理表现之一就是不稳定的角速度。
因此，若能够直接对系统的角速度进行较好的闭环控制，必然会改善系统的动
态特性及其稳定性，通常也把角速度内环称为增稳环节。
而角度外环的作用则
体现在对四旋翼飞行器的姿态角的精确控制。
外环：输入为角度,输出为角速度
内环：输入为角速度，输出为PWM增量
使用串级pid，分为：角度环控制pid环和角速度控制环稳定环。
主调为角度
环（外环），副调为角速度环（内环）。
参数整定原则为先内后外，故在整定内环时将外环的PID均设为0
所谓外环就是只是一个P在起作用，也就是比例在起作用；P也就是修正力度，
越大越容易使飞机震荡。
震荡的特点是：频率小、幅度大
【横滚（Roll）和俯仰（Pitch）的控制算法】
横滚（Roll）和俯仰（Pitch）的控制算法是一样的，控制参数也比较接近。
首先得到轴姿态的角度差（angle error），将这个值乘以角度系数p后限幅（限幅必须有，否则剧烈打舵时容易引发震荡）作为角速度控制器期望值（target_rate）。
target_rate与陀螺仪得到的当前角速度作差，得到角速度
误差（rate_error）乘以kp得到P。
在I值小于限幅值（这个值大概在5%油门）或者rate_error与i值异号时将rate_error累加到I中。
前后两次
rate_error的差作为D项，值得注意的是加需要入20hz（也可以采用其它合适频率）滤波，以避免震荡。
将P,I,D三者相加并限幅（50%油门）得到最终PID
输出。
【调节串环PID大概过程（注意修正反向）】
1、估计大概的起飞油门。
2、调整角速度内环参数。
3、将角度外环加上，调整外环参数。
4、横滚俯仰参数一般可取一致，将飞机解绑，抓在手中测试两个轴混合控制的效果（注意安全），有问题回到“烤四轴”继续调整，直至飞机在手中不会抽搐。
5、大概设置偏航参数（不追求动态响应，起飞后头不偏即可），起飞后再观察横滚和俯仰轴向打舵的反应，如有问题回到“烤四轴”。
6、横滚和俯仰ok以后，再调整偏航轴参数以达到好的动态效果。
【过程详解】
1、要在飞机的起飞油门基础上进行PID参数的调整，否则“烤四轴”的时候调试稳定了，飞起来很可能又会晃荡。
2、内环的参数最为关键！理想的内环参数能够很好地跟随打舵（角速度控制模式下的打舵）控制量。
在平衡位置附近（正负30度左右），舵量突加，飞机快速响应；舵量回中，飞机立刻停止运动（几乎没有回弹和震荡）。
2.1首先改变程序，将角度外环去掉，将打舵量作为内环的期望（角速度模式，在APM中叫ACRO模式，在大疆中叫手动模式）。
2.2加上P，P太小，不能修正角速度误差表现为很“软”倾斜后难以修正，打
舵响应也差。
P太大，在平衡位置容易震荡，
打舵回中或给干扰（用手突加干扰）时会震荡。
合适的P能较好的对打舵进行
响应，又不太会震荡，但是舵量回中后会回弹好几下才能停止（没有D）。
2.3加上D，D的效果十分明显，加快打舵响应，最大的作用是能很好地抑制舵
量回中后的震荡，可谓立竿见影。
太大的D会在横滚俯仰混控时表现出来（尽管在“烤四轴”时的表现可能很好），具体表现是四轴抓在手里推油门会抽搐。
如果这样，只能回到“烤四轴”降低D，同时P也只能跟着降低。
D调整完后可以再次加大P值，以能够跟随打舵为判断标准。
2.4加上I，会发现手感变得柔和了些。
由于笔者“烤四轴”的装置中四轴的重心高于旋转轴，这决定了在四轴偏离水平位置后
会有重力分量使得四轴会继续偏离平衡位置。
I的作用就可以使得在一定角度
范围内（30度左右）可以修正重力带来的影响。
表现打舵使得飞机偏离平衡位置，舵量回中后飞机立刻停止转动，若没有I或
太小，飞机会由于重力继续转动。
3、角度外环只有一个参数P。
将外环加上（在APM中叫Stabilize模式，在大
疆中叫姿态模式）。
打舵会对应到期望的角度。
P的参数比较简单。
太小，打舵不灵敏，太大，打舵回中易震荡。
以合适的打
舵反应速度为准。
4、至此，烤四轴”效果应该会很好了，但是两个轴混控的效果如何还不一定，有可能会抽（两个轴的控制量叠加起来，
特别是较大的D，会引起抽搐）。
如果抽了，降低PD的值，I基本不用变。
5、加上偏航的修正参数后（直接给双环参数，角度外环P和横滚差不多，内环
P比横滚大些，I和横滚差不多，D可以先不加），
拿在手上试过修正和打舵方向正确后可以试飞了（试飞很危险！！！！选择在
宽敞、无风的室内，1米的高度（高度太低会有地面效应干扰，
太高不容易看清姿态且容易摔坏），避开人群的地方比较适合，如有意外情况，立刻关闭油门！！！
5.1试飞时主要观察这么几个方面的情况，一般经过调整的参数在平衡位置不
会大幅度震荡，需要观察：
5.1.1在平衡位置有没有小幅度震荡（可能是由于机架震动太大导致姿态解算
错误造成。
也可能是角速度内环D的波动过大，
前者可以加强减震措施，传感器下贴上3M胶，必要时在两层3M泡沫胶中夹上“减震板”，注意：铁磁性的减震板会干扰磁力计读数；
后者可以尝试降低D项滤波的截止频率）。
5.1.2观察打舵响应的速度和舵量回中后飞机的回复速度。
5.1.3各个方向（记得测试右前，左后等方向）大舵量突加输入并回中时是否
会引起震荡。
如有，尝试减小内环PD也可能是由于“右前”等混控方向上的舵量太大造成。
6、横滚和俯仰调好后就可以调整偏航的参数了。
合适参数的判断标准和之前一样，打舵快速响应，舵量回中飞机立刻停止转动（参数D的作用）。
至此，双环PID参数调节完毕！祝爽飞！。