通俗易懂的給你講解PID

　　很多同學(xué)都不清楚PID是個什么東西，因為很多不是自動化的學(xué)生。他們開口就要資料，要程序。這是明顯的學(xué)習(xí)方法不對，起碼，首先，你要理解PID是個什么東西。

　　本文以通俗的理解，以小車縱向控制舉例說明PID的一些理解。

　　首先，為什么要做PID？由于外界原因，小車的實際速度有時不穩(wěn)定，這是其一，要讓小車以最快的時間達達到既定的目標(biāo)速度，這是其二。速度控制系統(tǒng)是閉環(huán)，才能滿足整個系統(tǒng)的穩(wěn)定要求，必竟速度是系統(tǒng)參數(shù)之一，這是其三。

　　小車調(diào)速肯定不是線性的，外界因素那么多，沒人能證明是線性的。如果是線性的，直接用P就可以了。比如在PWM=60%時，速度是2M/S，那么你要它3M/S，就把PWM提高到90%。因為90/60=3/2，這樣一來太完美了。完美是不可能的。 那么不是線性的，要怎么怎么控制PWM使速度達到即定的速度呢？即要快，又要準(zhǔn)，又要狠。（即快準(zhǔn)狠）系統(tǒng)這個速度的調(diào)整過程就必須通過某個算法調(diào)整，一般PID就是這個所用的算法。

　　可能你會想到，如果通過編碼器測得現(xiàn)在的速度是2.0m/s，要達到2.3m/s的速度，那么我把pwm增大一點不就行了嗎？是的，增大pwm多少呢？必須要通過算法，因為PWM和速度是個什么關(guān)系，對于整個系統(tǒng)來說，誰也不知道。要一點一點的試，加個1%，不夠，再加1%還是不夠，那么第三次你還會加1%嗎？很有可能就加2%了。通過PID三個參數(shù)得到一個表達式：△PWM=a *△V1+b *△V2+c *△V3，a b c是通過PID的那個長長的公式展開，然后約簡后的數(shù)字，△V1 ，△V2 ，△V3 此前第一次調(diào)整后的速度差 ，第二次調(diào)整后的速度差，第三次。。。。。一句話，PID要使當(dāng)前速度達到目標(biāo)速度最快，需要建立如何調(diào)整pwm和速度之間的關(guān)系。

　　輸入輸出是什么： 輸入就是前次速度，前前次速度，前前前次速度。 輸出就是你的PWM應(yīng)該增加或減小多少。

　　為了避免教科書公式化的說明，本文用口語化和通俗的語言描述。雖然不一定恰當(dāng)，但意思差不多，就是那個事。如果要徹頭徹尾地弄PID，建議多調(diào)試，寫幾個仿真程序。

　　PID一般有兩種：位置式PID和增量式PID。在小車?yán)镆话阌迷隽渴剑瑸槭裁茨?？位置式PID的輸出與過去的所有狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e（每一次的控制誤差）進行累加，這個計算量非常大，而明沒有必要。而且小車的PID控制器的輸出并不是絕對數(shù)值，而是一個△，代表增多少，減多少。換句話說，通過增量PID算法，每次輸出是PWM要增加多少或者減小多少，而不是PWM的實際值。