1、内容簡介
略
481-可以交流、咨詢、答疑
2、内容說明
PID控制器是一種基于“過去”，“現在”和“未來”資訊估計的簡單算法。
正常PID控制系統原理框圖如圖2-1所示，系統主要由PID控制器和被控對象組成。作為一種線性控制器，它根據設定值 rm(t)和實際輸出值yout(t)構成控制偏差e(t)， 将偏差按比例、積分和微分通過線性組合構成控制量u(t)，對被控對象進行控制。對連續時間類型，PID控制方程的标準形式為：
(2-1)
圖2-1 PID控制器系統原理框圖
式中：e(t) = rm(t) - yout(t)，Kp為比例系數，TI為積分時間常數，TD為微分時間常數。
離散PID控制的形式為 ：
（2-2）
式中：u(k)為第k次采樣時控制器的輸出；k為采樣序号，k=0，1，2…；e(k)為第k次采樣時的偏內插補點；T為采樣周期；e(k-1)為第(k-1)次采樣時的偏內插補點。
離散PID控制算法有如下3類:位置算法、增量算法和速度算法。增量算法為相鄰量詞采樣時刻所計算的位置之差，即
（2-3）
式中：,;
從系統的穩定性、響應速度、超調量和穩态精度等各方面來考慮，、、的作
用如下：
比例系數的作用是加快系統的響應速度，提高系統的排程。越大，系統的響應速度越快，系統的調節精度越高，但易産生超調，甚至會導緻系統不穩定。取值過小，則會降低系統的調節精度，使響應速度緩慢，進而延長調節時間，使系統靜态、動态特性變壞。
積分作用系數的作用是消除系統的穩态誤差。越大，系統的靜态誤差消除越快，但過大，在響應過程的初期會産生積分飽和現象，進而引起響應過程的較大超調。若過小，将使系統靜态誤差難以消除，進而影響系統的調節精度。
微分作用系數的作用是改善系統的動态特性，其作用主要是在響應過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進行提前預報。但過大，會使響應過程提前制動，進而延長調節時間，而且會降低系統的抗幹擾能力。
3、仿真分析
clc,clear,close all
load('ysw.mat') % 原始資料
figure,plot(ysw(:,1),ysw(:,2),'*','linewidth',2)
hold on
axis([-50,350,-50,550])
x_pos = ysw(:,1)';
y_pos = ysw(:,2)';
N = length(y_pos);
x_ini = x_pos(1);
y_ini = y_pos(1);
x_real = [];x_real(1) = x_ini;
y_real = [];y_real(1) = y_ini;
error_x = zeros(1,N);
error_y = zeros(1,N);
for i = 2:N
x_ini = x_real(end);
y_ini = y_real(end);
[x_real1,y_real1,error_x1,error_y1] = calculate(x_pos(i),y_pos(i), x_ini, y_ini);
error_x(i) = error_x1;
error_y(i) = error_y1;
x_real = [x_real x_real1];
y_real = [y_real y_real1];
end
time = 1:N;
figure,plot(x_pos,y_pos,'r',x_real,y_real,'*b','linewidth',2);
xlabel('x');ylabel('y');
grid on;axis([-50,350,-50,550])
legend('實際位置','位置跟蹤');
figure;plot(time,error_x,'r',time,error_y,'b','linewidth',2);
xlabel('time(s)');ylabel('error');
grid on
title('X，Y跟蹤誤差')
