带你学习PID算法2

#PID讲解

前言：本文参考华南小虎队的PID视频，视频连接放在最后

下图工人控制水阀可以满足： 1流量稳定 2随时改变流量

如果预期流量是1L/s，实际流量确实0.8L/s，工人就会调节阀门，使其达到，预期流量。

在这个系统中，PID可以代替工人的工作，查看水流量从而去控制流水量的大小，称为一个闭环系统。

PID适用系统：PID适用于线性系统，也就是二阶以内线性系统，这种系统需要满足1齐次性2叠加性，下图是齐次性还有叠加性的描述。

PID不适用系统：PID在大部分高阶系统，是不能使用的，如果高阶系统可以简化为二阶系统是可以使用的。

PID宏观意义：在自动化控制，嵌入式领域，PID是一个很强大很实用的算法，只要想用大部分项目都能用上PID。

开环控制系统：这种系统输出不会对输入造成影响，像是断开的环一样叫做开环控制系统。

闭环控制系统：系统输出会反过来作用系统输入，调节输入影响输出，不断达到期望值，下面图只有一个闭环回路，是但闭环控制系统。

双闭环控制系统：这种控制系统由两个闭环回路组成，顾名思义叫做双闭环系统，里面的环叫做内环，外面的环叫做外环。

PID数学公式：PID公式的一种，但是实际常用的PID公式是离散型PID公式而不是这种。

连续离散型PID公式：如下图所示，组常用的是离散型公式，因为单片机是离散型的。

PID算法P算法理解：小车距离目标100m，之用P算法，会施加一个前进的力，当达到目标点的时候，速度会不断减小，以及速度，距离会随着时间去下降和上升。这种情况下只适用于，P算法数值较小的情况，当P算法过大，会出现过冲情况。但是在接近目标的时候，时钟会有一个很微小的偏差，不能接近。

PID算法I算法：I算法用来解决稳态误差，稳态误差就是系统在接近预定值，但由于只有P算法在靠近预定值的时候时钟没有办法，达到预定值，这个误差叫做稳态误差。

这里I算法就是积分，通过误差累加，来提供一个影响来对，输入进行调节，使无人机接近预定值没有偏差，实际写码需要对，I算法的累加值进行限制，防止其值过大。

PID算法D算法：PID的D算法实际是对P算法对输入影响提供一个阻力，防止P算法过度调节，超过预定值，出现震荡现象。

#PID调参讲解

PID调参：PID调参就是对，控制算法里面所用到P算法 I算法 D算法选取组合的组合函数，参数进行调节，这里需要知道每个函数的作用，意义就知道，实物具体表现得时候需要对，那个算法进行调节参数。

具体调参：假设这个时候只有P算法进行调节，这个时候看图，P算法明显过大，围绕target，出现震荡，这个时候可以调节D算法的值减小震荡，但是D算法的值不能太大，会影响响应时间，或者减小P算法的取值，但是那样也会是响应时间减小，PID一般在使用的过程中，组合为PI PD，进行控制使用PID三个算法都用的上的反而不多。

具体调参：一般是调节P算法，使其慢慢接近target，然后如果对精度要求很高加入I算法，如果没有，但是对相应时间有要求，需要提高P算法的值，从而减小响应时间，这个时候就会围绕target的值出现震荡，这个时候需要加入D算法，但是这个值不能大，对震荡进行调节。

I算法积分限幅详解：I算法是累加算法，当存在误差时候，I算法会一直累加，进行调节影响输入当I算法的值没有限制的时候，会一直进行累加，哪怕是一个很小的值，最终结果也会变成一个很大的值，具体对应在无人机上，在经过一段时间之后会一飞冲天。