---

---

前言

以上就是今天要講的內容，本文簡單介紹了連續型PID和離散型PID的原理及各種PID的優缺點。

---

第一部分：連續PID

PID：
PID控制器，即比例-積分-微分控制器，是一種廣泛應用于工業控制系統中的反饋回路控制器。它通過**控制系統的偏差（即設定值與實際值之間的差）**來調節控制變量，使得系統穩定并達到預期的性能指標。PID控制器由以下三個基本控制作用組成：

1.比例（Proportional，P）控制

作用：比例控制的作用與當前偏差成正比。偏差越大，比例控制作用產生的調節量就越大。
特點：可以快速減少偏差，但不能完全消除靜態誤差（即系統穩定后存在的偏差，即系統的實際值和目標值之間恒定存在的差值），如果P過大會導致超調（控制器輸出量變化過大）。
參數：比例增益，決定了比例作用的強度。

2.積分（Integral，I）控制

作用：積分控制的作用與偏差的累積量成正比。只要偏差存在，積分控制就會不斷累積，從而產生調節作用。
特點：可以消除靜態誤差，提高系統的穩態精度，但可能會引起系統的響應速度變慢和超調。
參數：積分時間，決定了積分作用的累積速度。

3.微分（Derivative，D）控制

作用：微分控制的作用與偏差變化的速率成正比。它預測偏差的未來趨勢，并提前產生調節作用。
特點：可以減小超調，提高系統的動態性能，對噪聲敏感，可能會引起系統的振蕩。
參數：微分時間，決定了微分作用的強度。

4.PID的工作原理

PID控制器的工作原理： PID控制器通過以下步驟對系統進行控制：

1. 測量系統的輸出（或過程變量）。
2. 計算設定值與實際輸出之間的偏差。
3. 根據偏差及偏差的變化率，分別計算出比例、積分、微分三個控制作用。
4. 將這三個控制作用相加，得到總的控制量。
5. 利用這個控制量對系統進行調節。

5…實質

1. 實質：通過改變PWM等的輸出值，將實際目標參量始終圍繞在設定目標參量附近
2. 公式：目標值與實際反饋值通過比例、微分、積分計算獲得控制器輸出值
3. 示例：帶編碼器（測量電機的位置和素速度）的直流減速（降低速度、提高扭矩）電機的速度跟蹤（不會因為電壓波動或者電機負載變化導致的電機速度變化）

6.分析

1. 首先點明受控對象、目標值、控制器輸出值、反饋實際值是誰

2. 

3. 靜態誤差的存在判斷：如果控制器輸出量為0，判斷控制對象是否會發生自發偏移

4. 無論是P、I、D參數都是與誤差有關（目標值-反饋實際值）

7.各種PID控制器

P控制器

優點

反應快

缺點

存在靜態誤差，過大會導致振蕩輸出或者超調

I控制器

優點

反應慢

缺點

不存在靜態誤差

PI控制器

優點

反應快、沒有穩態誤差

缺點

沒有D項，無法對未來進行預測，因此無法有效控制振蕩輸出或者超調

D控制器

注意

通常與P控制器或者PI控制器一起使用，不單獨使用

優點

對未來進行預測，產生阻礙作用，解決振蕩輸出或者超調

缺點

過大會導致系統卡頓

第二部分：離散PID

實質：離散PID：將調控周期進行適當控制

分類

1.位置式PID

1. 位置式PID就是連續型PID離散化后的PID公式，輸出完整控制量
2. 涉及到：本次、上次誤差

2.增量式PID

1. 增量式PID，第k次與第（k-1）次輸出結果做差的結果，輸出的是控制量的變化值
2. 涉及到：本次、上次、上上次三次誤差量
3. 注意：增量式PID可以通過控制器內積分的操作實現位置式PID類似的功能

第三部分：額外小知識點

1. STLINK：給STM32下載程序和調試程序
2. USB轉串口模塊：用于STM32與上位機進行通信
3. 離散型PID的調控周期T：取決于被控制對象的變化速度
4. STM32等單片機，使用中斷操作時，注意中斷和主函數內的硬件操作的沖突問題（避免同時進行操作）
5. PID調試，可以使用串口工具（SerialPlot）顯示PID波形。使用串口時，注意適當的延遲作用。

總結

最后使用哪一種PID形式，需要根據自己項目的需求具體來確定

---

總結

以上就是今天要講的內容，本文僅僅簡單介紹了連續型PID和離散型PID的原理及各種PID的優缺點。