[學術] 問題 PID 各各參數代表什麼意思

作者rant (...)

站內Mechanical

標題Re: [學術] 問題 PID 各各參數代表什麼意思

時間Mon Jan 26 18:15:22 2015

※ 引述《kingzero (一起迷路)》之銘言：
: 我是EE計算機 的
: 以前沒有碰過PID控制器,看到相關的資料也覺得很簡單.
: 但是自己做的時候就覺得問題重重了.老是達不到想到要的要求.
: P.I.D各各參數所代表的意義是什麼?
: 我試過了傳統的硬調方式 把P由0慢慢加到系統有點不穩
: 再慢慢把I往上加
: 最後再加D
: 但是P.I.D各決定什麼?
: 版上有大大可以解說一下嗎?


僅回答P、I、D 的意義，基礎名詞就不解釋了。


P是等比例補償控制，誤差越大就補償愈多。舉例來說，你控制一台汽車，

目標車速100，當你車速只有95，那你油門該踩多一點，補點油，把速度加上去；

當你車速只有90，那你油門要踩更多，才能加速更多，

當你車速只有80，那你最好大腳踩下去。

這種『誤差愈大，補償愈多』的控制，就是P控制

P控制根據你每一個當下誤差大小，計算補償量。



設定P值的大小，就是設定補償比例。P值大表示補償量多，也表示容易過度反應。

開車比較緩和的人，需要加速時，他油門也是慢慢加

減速時，就油門放開，輕輕踩煞車 這就是P值設定小

相對的 有些人急性子 加速就大腳踩下去 超速再緊急煞車

這就是P值設定大


文中提到，你P值設定到系統有點不穩了，代表你P值設定過大。

試想，假設你車速98，誤差沒有很大，卻猛踩油門，

接著車速一瞬間衝到102，你又激烈煞車，以致車速瞬間掉到100以下

又回到重新加速的狀況，如此往復循環。

這樣激烈的設定並不是一個好的設定


Ziegler & Nichols 參數調整法則 是把 P值設定在震盪值的一半。

其目的就是要減少震盪




即使開車過程中，你努力把車速控制在100公里附近，

但當你這樣加速、減速、加速、減速 開了一段時間之後，

誤差就慢慢累積出來了。

I 控制器就是補償累積誤差

他不是根據『當下』的誤差多少來設定補償。

而是過去一段時間，你累積了多少誤差來設定補償。

舉例說，你目標是控制時速100公里，但過去一陣子的平均時速是98，

那也許你就要考慮把多踩一點油門，

至於你要踩到101，102，還是103，就看經驗決定。

如果要補多一點，I就設定大一點(或是時間常數短一點)

反之亦然。



D 控制關注的是誤差的變化趨勢，這不好解釋。

假設你車子穩穩地開在路上，突然車速往下掉

(可能是沒油，可能是電路出問題)，你下意識就是踩油門。

你是根據『車速下掉』這個概念補油門，

而不是『目前車速差多少』來決定補油門。


或者，你從0加速到100，當你車速不到80，你可以盡情的踩油門

當車速到80時的時候，你已經接近目標了，就把油門放開一些，

到90時，油門再放開一些，

甚至當你車速到達95公里時，你可能還會預先煞車，

避免最後速度超過100。

這就是D控制。



PID可以做到大部分的控制，但是單單一個PID控制器很難做到精密的控制。

你應該思考，你是否真的需要PID控制，

就一般控制而言，P或PI就可以達到很好的控制效果。

如果你需要響應快，又需要精密控制，那你可能需要兩組參數。



另外，PID控制不理想，有時不是參數設定的問題。

致動器與負載是否匹配也是重點。

如果致動器不夠力，參數調再大，也推不動。


--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 60.250.200.217
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Mechanical/M.1422267324.A.141.html
推 s1000: 推 01/26 18:22
推 gbcowandy: 專業推 01/26 19:18
推 KENTKKMAN: 長知識了，最近用熱處理爐也有摸到這個，以為只是普通 01/26 19:20
→ KENTKKMAN: 微基分跑曲線圖方式一種 01/26 19:20
推 qqryo: 推！ 01/26 19:31
推 Jasonbbjj: 推 01/26 19:58
推 gtech: 真的，現場最多就PI控制而已 01/26 20:01
推 duser: rant大文必推 01/26 22:15
推 baddrink: 喔喔，謝謝大大~ 01/26 22:56
推 rockonpizza3: 知識推~!!! 01/27 00:10
※ 編輯: rant (61.231.51.250), 01/27/2015 00:24:59
推 rimon213: 清楚 感謝 01/27 09:00
推 jack086444: 好文推 01/27 14:22
推 ck1115: 專業!!! 01/27 20:06
推 AllMyOut: 專業!!! 01/27 20:24
推 centredman: 專業!! 01/27 20:55
推 choral: 人才！！ 01/27 23:05
推 lin10eagle: 推好文 01/30 21:56
推 fed8rw45: 專業  小弟電控都沒辦法這樣解釋  慚愧>^< 03/01 08:56