线性PID控制器

线性PID控制器

PID 控制器输出是分别作用于误差、误差积分和误差导数的三条路径的并行和。每条路径的相对权重由用户调整，以优化暂态响应。

输出表达式

控制器包括三个并联连接的独立路径。
比例。上路径包含一个可调增益项(Kp)，其作用是固定控制系统的开环增益。由于回路增益与这一项成正比，故 Kp 称为比例增益。
积分器。积分路径的主要作用是消除稳态误差。积分增益项的作用是改变这种情况发生的速率。
微分器。每当误差的变化率很大时，这条路径的输出就很大。导数作用的主要作用是抑制振荡和减少瞬态。

实 现

DCL中的线性 PID 控制器包括以下特 点:
?并联和理想形式
?可编程输出饱和
?比例路径上的独 立 参 考 权 重
?反上发条积分器复位
?可编程低 通 导 数滤 波 器
?外部饱和输入的积分器 抗绕 组
?输出饱和可调

库中所有的 PID 类型控制器都以类似的方式实现反清零。在控制器输出端有一个钳位，允许用户设置控制工作量的上限和下限。如果超过任何一个限制，则内部浮点控制器变量从 1.0f 变为 0.0f。这个变量乘以积分器输入，这样积分器在输出饱和时累积连续的零数据，避免了众所周知的上弦现象。
库中的 PID 控制器为从环路的外部部分触发的反绕组复位提供了条件。这在控制器外部元件饱和的情况下很有用。在正常和饱和条件下，浮点变量“ lk” 预计分别为 1.0f 或 0.0f。如果不需要此功能，则应将“ lk”参数设置为 1.0f 来调用函数。 PI 控制器上不提供外部饱和。

结构元素的存储器地址偏移如所示

理想形式的 PID 实现如下：

并行形式PID如下：

非线性PID控制器

该控制器类似于理想PID的DCL 实现，不同之处在于没有设定点加权，并且微分路径看到的是伺服误差而不是反馈。

实现