PID算法是工程控制領(lǐng)域常用的一種算法，其有著技術(shù)成熟，不需要建立數(shù)學(xué)模型，參數(shù)整定靈活，適用性強(qiáng)，魯棒性強(qiáng)，控制效果好等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，其參數(shù)整定對(duì)控制效果影響極大，針對(duì)增量式的PID的參數(shù)整定方法在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中較少涉及，本文將對(duì)增量式PID參數(shù)整定進(jìn)行一定的探討。

　　PID分位置式PID和增量式PID兩種，由于位置式PID控制的輸出與整個(gè)過去的狀態(tài)有關(guān)，用到了誤差的累加值；而增量式PID的輸出只與當(dāng)前狀態(tài)和前兩狀態(tài)的誤差有關(guān)，因此位置式PID控制的累積誤差相對(duì)更大，增量式PID輸出的是控制量增量，如果微處理器出現(xiàn)故障，誤動(dòng)作影響較小，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身有記憶功能，可仍保持原位，不會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作，而位置式的輸出直接對(duì)應(yīng)對(duì)象的輸出，對(duì)系統(tǒng)影響較大，因此實(shí)際中增量式PID應(yīng)用更加廣泛

　　增量式PID控制和位置式PID控制不同，增量式PID控制將當(dāng)前時(shí)刻的控制量和上一時(shí)刻的控制量做差，以差值為新的控制量，是一種遞推式的算法。

　　增量式PID控制

　　增量式PID控制主要是通過求出增量，將原先的積分環(huán)節(jié)的累積作用進(jìn)行了替換，避免積分環(huán)節(jié)占用大量計(jì)算性能和存儲(chǔ)空間。增量式PID控制的主要優(yōu)點(diǎn)為：

　?、偎闶街胁恍枰奂印？刂圃隽喀（k）的確定僅與最近3次的采樣值有關(guān)，容易通過加權(quán)處理獲得比較好的控制效果；

　?、谟?jì)算機(jī)每次只輸出控制增量，即對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化量，故機(jī)器發(fā)生故障時(shí)影響范圍小、不會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)過程；

　　③手動(dòng)—自動(dòng)切換時(shí)沖擊小。當(dāng)控制從手動(dòng)向自動(dòng)切換時(shí)，可以作到無擾動(dòng)切換。由于增量式需要對(duì)控制量進(jìn)行記憶，所以對(duì)于不帶記憶裝置的系統(tǒng)，只能使用位置式PID控制方式進(jìn)行控制。

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　　函數(shù)功能：增量PI控制器

　　1.入口參數(shù)：編碼器測(cè)量值，目標(biāo)速度

　　2.入口參數(shù)：編碼器位置 ，目標(biāo)位置

　　返回 值：電機(jī)PWM

　　根據(jù)增量式離散PID公式

　　pwm+=Kp［e（k）-e（k-1）］+Ki*e（k）+Kd［e（k）-2e（k-1）+e（k-2）］

　　e（k）代表本次偏差

　　e（k-1）代表上一次的偏差 以此類推

　　pwm代表增量輸出

　　在我們的速度控制閉環(huán)系統(tǒng)里面，只使用PI控制

　　pwm+=Kp［e（k）-e（k-1）］+Ki*e（k）

　　**************************************************************************/

　　int Incremental_PI （int Encoder，int Target）

　　{

　　static float Bias，Pwm，Last_bias;

　　Bias=Encoder-Target; //計(jì)算偏差

　　Pwm+=Velocity_KP*（Bias-Last_bias）+Velocity_KI*Bias; //增量式PI控制器

　　Last_bias=Bias; //保存上一次偏差

　　return Pwm; //增量輸出

　　}

　　首先先要明確，增量式pid和位置式pid本質(zhì)是一樣的，本次增量式pid的輸出是由本次位置式pid的輸出減去上次位置式的輸出得到的。對(duì)比一下：

　　增量式：pwm+=Kp［e（k）-e（k-1）］+Ki*e（k）+Kd［e（k）-2e（k-1）+e（k-2）］

　　位置式：pwm =Kp*e（k） + Ki*∑e（k） + Kd［e（k）-e（k-1）］

　　可以看出增量式的KP和位置式的kd一樣，增量式的ki和位置式的kp一樣。所以對(duì)于增量式的參數(shù)整定，應(yīng)該先整定KI，它反映了響應(yīng)的速度，再整定KP，它反映了對(duì)超調(diào)量的限制，也就是緩減增量式KI參數(shù)過大時(shí)候的抖動(dòng)。

　　增量式pid調(diào)節(jié)目標(biāo)速度時(shí)候參數(shù)整定：

　　先加大KI，這時(shí)候會(huì)越來越接近實(shí)際速度，當(dāng)KI過大的時(shí)候，在切換目標(biāo)速度的時(shí)候，就會(huì)抖動(dòng)，這時(shí)候就是KI大了響應(yīng)速度高了，但導(dǎo)致超調(diào)量增加，這時(shí)候就加大增量式的KP，來緩減抖動(dòng)，減小超調(diào)量。

　　增量式pid調(diào)節(jié)目標(biāo)位置時(shí)候參數(shù)整定：

　　經(jīng)過我自己的實(shí)驗(yàn)，增量式pid的位置控制，只用比例參數(shù)就夠了，把kp從小往大了調(diào)，過小響應(yīng)慢，過大反應(yīng)會(huì)來回?cái)[動(dòng)。而如果加上積分參數(shù)的話，會(huì)來回轉(zhuǎn)的很厲害，可能正是因?yàn)樗臀恢檬降膒很相似，并且他是一直在+=，以至于他越轉(zhuǎn)誤差越大，如果大家有比我好的想法可以評(píng)論在下方哦 歡迎指正！！