前面的文章已经介绍过什么是pid了,现在再回顾一下:
PID:是过程控制中常用的一种针对某个对象或者参数进行自动控制的一种算法。
这一篇分享不打算再深究pid的理论知识,如果有不懂或者对pid感兴趣的朋友,可以自行查阅资料,或者看我前面的文章。
这次分享一下pid算法的常见实现和流程。主要简单分享一下pid的模拟控制实现和数字控制实现。
1. PID的模拟控制在以前,计算机系统没这么发达的时候,那个时候很多的系统是通过硬件电子的方式去实现的。如果有观察过一些老物件的话,会发现以前那个时代的很多电子式的控制系统,都是很巨大很笨重的,里面满满的都是电子元器件。
到了后面计算机技术发展迅猛,很多的系统可以依靠软件算法实现了,也极大地减少了系统的元器件电子的使用,使得很多系统功能强大的同时还体积小巧轻便。
比如下图这个模拟反馈控制系统的示意图:
上图是一个简单的模拟闭环反馈控制系统,它可以实现将被控量通过反馈回路反馈到输入端,从而对被控量和期望输出值进行比较,形成一个闭环的自动控制系统。
图中的模拟调节器的意思就是控制规律的方案是通过模拟硬件的方式来实现的,如果想要调整系统的控制规律就需要修改调节器的硬件。这就是模拟控制系统的意思。
而模拟PID的实现也是通过模拟电子器件搭建的电路实现的,通过电子元器件的方式实现比例、积分、微分单元,然后整合在一块组成一个控制系统,这就是模拟PID了。如下的示意图:
模拟PID的微分方程如下:
而PID调节器的传递函数如下: