PID：智能小车入门（位置式和增量式）

2024-05-23 18:12:44

PID：智能小车入门（位置式和增量式）

今年大二，以一个新人的角度来说一下PID及其用法，新人第一次写，有不对的请各位指正。手动狗头
大佬们走过路过可否评论一手
PS：开环：无反馈控制闭环：有反馈控制

1.PID算法

PID 控制器以各种形式使用超过了 1 世纪，广泛应用在机械设备、气动设备和电子设备.在工业应用中PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一，它当然不是完美无缺的，但对于初学者（比如我）已经足够了。

PID 实指“比例 proportional”、“积分 integral”、“微分 derivative”，这三项构成 PID 基本要素。每一项完成不同任务，对系统功能产生不同的影响。

P：比例常数，最主要的参数，提高系统的调节精度
I：积分常数，消除稳态误差
D：加快响应速度

以上是一点介绍，下面直接说重点

2.位置式PID

首先，列举一下会用到的变量和参数：
1.P 比例参数 I 积分参数 D 微分参数
2.e(k)：输入量
3.out：输出量
4.sum:e(k)累计值

公式：out = P * e(k) + I * sum + D * [e(k)-e(k-1)]

我学位置式PID是为了控制舵机，我想初学者应该和我差不多都是学舵机，这里用舵机举个例子，采集到的信号回来一定是个数字，比如50，这时候e(k)=50，代入公式，，处理后得到out值，这个值经检测在舵机转向允许范围内，然后给赋给舵机，一次闭环控制完成。

3.增量式PID

变量和参数参照上面位置式PID

公式：out =

P * [e(k)-e(k-1)] + I * e(k) + D * [e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

学增量式PID是因为需要控制电机，就是编码器测速然后和设定值比较，反馈一个值给增量式PID，比如编码器测得数是50，符合当前情况的是30，这时候e(k)等于50-30=20，代入公式得出out，增量式PID需要限幅（原因后面说），这个out在范围内，就可以赋给电机，一次闭环控制完成。

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