資料介紹
啥是PID?
PID,就是“比例(proportional)、積分(integral)、微分(derivative)”,是一種很常見的控制算法。 PID已經有107年的歷史了。
它并不是什么很神圣的東西,大家一定都見過PID的實際應用。
比如四軸飛行器,再比如平衡小車......還有汽車的定速巡航、3D打印機上的溫度控制器....
就是類似于這種:需要將某一個物理量“保持穩定”的場合(比如維持平衡,穩定溫度、轉速等),PID都會派上大用場。
那么問題來了:
比如,我想控制一個“熱得快”,讓一鍋水的溫度保持在50℃, 這么簡單的任務,為啥要用到微積分的理論呢 。
你一定在想:
這不是so easy嘛~ 小于50度就讓它加熱,大于50度就斷電,不就行了?幾行代碼用Arduino分分鐘寫出來。
沒錯~在要求不高的情況下,確實可以這么干~ But!如果換一種說法,你就知道問題出在哪里了:
如果我的控制對象是一輛汽車呢?
要是希望汽車的車速保持在50km/h不動,你還敢這樣干么。
設想一下,假如汽車的定速巡航電腦在某一時間測到車速是45km/h。它立刻命令發動機:加速!
結果,發動機那邊突然來了個100%全油門,嗡的一下,汽車急加速到了60km/h。
這時電腦又發出命令:剎車!
結果,吱...............哇............(乘客吐) 所以,在大多數場合中,用“開關量”來控制一個物理量,就顯得比較簡單粗暴了。有時候,是無法保持穩定的。因為單片機、傳感器不是無限快的,采集、控制需要時間。
而且,控制對象具有慣性。比如你將一個加熱器拔掉,它的“余熱”(即熱慣性)可能還會使水溫繼續升高一小會。
這時,就需要一種『算法』:
它可以將需要控制的物理量帶到目標附近
它可以“預見”這個量的變化趨勢
它也可以消除因為散熱、阻力等因素造成的靜態誤差
....
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