增量式PID:指的是控制器的输出是对被控对象的增量∆Uk,而不是实际的控制量大小。
怎么去理解增量式PID呢?
打个比方:比如我要控制一个步进电机转动的角度,步进电机转动之后所在的位置没有达到我们期望的位置,但是又快要接近了,这个时候PID控制器输出的是变化的增量,而不是实际的控制量。
这么说吧,假如我希望步进电机转动到角度120°,现在是115°了,所以只要再增加+5°的输出角度即可。如果因为控制超了,到了123°的位置,这个时候只要减少-3°即可。所以这种情况下控制的输出是增量变化,而不是实际的控制量大小。
增量式PID的离散公式如下:
整理如下:
式中:
从增量式PID的离散公式可以看到:增量式PID跟n时刻、n-1时刻、n-2时刻的偏差都有关系,但是不会对偏差进行累积,所以相比位置式PID的计算量要小,也不会跟过去的偏差有关联,所以控制的稳定性会更好。
4. 数字PID算法的程序流程
上面分享了数字PID的离散化公式,代码也是有实现的,但是因为暂时还没整理好,就留着下次分享的时候再放上来吧。这里先放PID算法的程序流程图,其实说到这里,PID的算法也已经可以自己去实现了。
(1)位置式PID的算法实现的流程图
(2)增量式PID的算法实现流程图