PID控制原理

PID控制是通过调整比例积分微分三个参数,来使系统输出逼近期望值的一种控制策略。

公式

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公式

各项作用

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比例项

比例项

假设载具受到的推力F=e/P,受到的阻力为F0,其中e等于载具当前位置与期望点B的距离,若只有比例项作用,随着载具的位置靠近B点,载具受到的推力F逐渐减小,假如在C点位置推力大小等于阻力,此时载具始终与期望点具有一定的距离。

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积分项

积分项

只有比例项作用时,载具始终与期望点存在一定距离,故此时在比例项的基础上加入积分项。随着e在时间上的积分,积分值越来越大,最终F在比例项与积分项的作用下,载具的位置可能超出期望点的位置,此时e为负值,在比例项的作用下,推力可能小于阻力导致载具后退,故载具位置在期望点位置震荡。

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微分项

微分项

为了让载具快速收敛到期望点位置,加入微分项,微分项描述的是e的变化趋势,通过减小e的变化趋势,进而减小震荡幅度,达到快速收敛的目的。