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直觀的響應曲線與PID關系

2023-06-10 11:02 作者:塔拉拉  | 我要投稿

光是看視頻【PID直觀感受-搬運自油管 Joshua Bardwell】,可能只能得到飛行過程直觀感受與PID的關系,但是一看到PID曲線可能就傻眼了。


AI是這么解釋的:

  1. P參數(shù):增大P參數(shù)可以增加響應的速度,但可能導致過沖和振蕩。

  2. I參數(shù):增大I參數(shù)可以減小穩(wěn)態(tài)誤差,提高系統(tǒng)對持續(xù)偏差的響應能力,但也可能導致系統(tǒng)的響應時間變慢和超調。

  3. D參數(shù):增大D參數(shù)可以減小振蕩和過沖,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,但如果設置不當,可能導致對噪聲和測量誤差過于敏感。

為了更直觀地看,我找了一篇帶有圖的文章

下面是搬運自維基百科PID controller - Wikipedia(https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller)的一段,可以根據(jù)這些描述獲得直觀的響應曲線與PID的關系并相應調參。

  • P值與響應曲線關系


I和D保持不變,變化P生成的不同響應曲線,其中K即P數(shù)值相對于標準數(shù)值的倍數(shù)

上圖中可以看出,P偏大會導致響應曲線的震蕩,其中紫色表示P為標準值1.6倍時的響應曲線,該響應曲線出現(xiàn)較大的并逐漸減小的震蕩,紅色表示P為標準值0.5倍時的響應曲線,消除了震蕩,但是響應的速度較慢。



  • I值與響應曲線關系


P和D保持不變,變化I生成的不同響應曲線,其中Ki即I數(shù)值相對于標準數(shù)值的倍數(shù)

上圖中可以看出,I偏大會也導致響應曲線的震蕩,其中黑色表示I為標準值2倍時的響應曲線,該響應曲線出現(xiàn)較大的并逐漸減小的震蕩,紅色表示I為標準值0.5倍時的響應曲線,消除了震蕩,但是響應達到預定值的速度稍慢。

直觀看來,I與P的作用類似,這樣就不難理解BF的滑塊調節(jié)中將PI綁定在一起了。


  • D值與響應曲線關系

P和I保持不變,變化D生成的不同響應曲線,其中Kd即D數(shù)值相對于標準數(shù)值的倍數(shù)

上圖中可以看出,D偏小會導致響應曲線的震蕩,其中黑色表示D為標準值2倍時的響應曲線,該響應曲線仍然有超調,只是響應震蕩變慢,紅色表示D為標準值0.5倍時的響應曲線,震蕩頻率升高。

此外這個圖是理想的測量無噪聲情況下的響應曲線,實際中如果D過大會放大測量噪聲導致機器詭異的震動和不正常的變熱。所以PID的調節(jié)需要先消除裝機過程中可能產(chǎn)生噪聲的原因,并盡快確定一個不會引入額外震動等問題的D值再去調節(jié)P和I,形成理想的曲線。


直觀的響應曲線與PID關系的評論 (共 條)

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