黎明曙光篇之新生
增量式PID的P、I理解之推翻篇
一、据我所知的资料里关于PID三个参数的理解是这样的：（我这里只说P和I）
P的作用：比例P可以加快系统调节速度，P过小调节时间变长，响应性不够，P越大响应性越高超调也越严重，过大的P会使系统振荡。
I的作用：消除静差，提高控制精度，I越大越滞后，过大会使系统振荡。
二、以上这些对于位置式的PID的确如其所说，但是对于增量式并不是如此。而现有的书上的、网上的资料里也没有区分位置式和增量式的不同，所以意思是增量式也是如此。
现在我们用实践出的证据说话：看看增量式PID的P、I是否像书上说的那样（P可以加快系统调节速度，I消除静差）。
————废话少说————上图：
| P | I | 图像 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0.1 | 0.01 |  |
设定值为200,从0开始到200，此时最大已经超过了800 |
| 0.3 | 0.01 |  |
可以看到峰值小于800 |
| 0.5 | 0.01 |  |
峰值600左右 |
| 1 | 0.01 |  |
超调更小了，并且调节时间变长了 |
| 3 | 0.01 |  |
超调再次减小了，调节时间已经非常长了，响应性越来越差 |
| 7 | 0.01 |  |
没有超调量，因为最开始峰值才125，后面越来越高，最后趋于设定值，静差几乎为0 |
| 15 | 0.01 |  |
开始抖了，变的有点奇怪起来了 |
| 30 | 0.01 |  |
轮子已经肉眼看到不转了，一会正转一会反转，所以轮子在卡，转不了 |
可以看到随着P的增大，超调量在减小。至此，得出结论：增量式PID的P——“比例P可以加快系统调节速度，P过小调节时间变长，响应性不够，P越大响应性越高超调也越严重”这是完全错误的。
上面是证明P作用的图，接下来是I的图：
| P | I | 图像 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 3 | 0.01 |  |
设定值200 ，峰值不到300，最后它趋于稳定了 |
| 3 | 0.03 |  |
|
| 3 | 0.05 |  |
|
| 3 | 0.1 |  |
随着I的正大调节时间变短，响应性增大 |
| 3 | 0.3 |  |
可以看到I的增大，超调量在慢慢减小 |
| 3 | 0.5 |  |
|
| 3 | 1 |  |
|
| 3 | 3 |  |
处在稳定与振荡的边缘 |
| 3 | 5 |  |
振荡 |
至此，得出结论：增量式PID的I——I参数从0.01-1的确能提高控制精度，过大会振荡，但是“I越大越滞后”这句话是否正确暂且待定，毕竟I参数从0.01~1这动态性能（响应性提高）怎么解释？
由上图可以看到：P减小才可以加快系统调节速度，增大会使调节时间变长。I增大则能加快系统调节速度，消除静差，过大会振荡，但I越大越滞后看不出来。所以，《自动控制原理》书上说的：P增大可以加快系统调节速度是说错了吗？
三、既然现有的对于增量式的P的理解不对，对I的理解不准确，那么增量式的P、I的真正理解是什么呢？
真正理解：想理解增量式的P、I的真正作用，我要先提一下两个前提：1、启动电机的第一个瞬间，当前控制器内输出值（PWM）的高低2、增域。详情如何我的下一篇博客将揭露增量式的P、I的真正面纱。
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最后，这里再说一下我的控制：很纯粹的增量式PI控制电机，测量变送器用的是龙邱家的1024线编码器，充当PID控制器的是K66单片机+代码，被控对象是有刷直流电机。PI控制代码如下：
motor.speed_last_error_R = motor.speed_current_error_R; //更新每次的差值
motor.speed_current_error_R = (int16)(motor.speed_set_R-motor.speed_R); //速度当前差值
motor.speed_duty_output_R = motor.speed_duty_output_R+(int16)(motor.speed_P*(motor.speed_current_error_R-motor.speed_last_error_R)+motor.speed_I*motor.speed_current_error_R);
motor.speed_R是编码器测的车子右轮真实速度，motor.speed_set_R是车子右轮设定值。
限幅和PWM输出代码：
if(motor.speed_duty_output_L>999 motor.speed_duty_output_L=999;
if(motor.speed_duty_output_L<-999) motor.speed_duty_output_L=-999;
if(motor.speed_duty_output_R>999) motor.speed_duty_output_R=999;
if(motor.speed_duty_output_R<-999) motor.speed_duty_output_R=-999;
myMotor_Setspeed(motor.speed_duty_output_R,motor.speed_duty_output_L);
void myMotor_Setspeed(int16 PWM_R,int16 PWM_L)//给速度
{
//左
if(PWM_L>=0)
{
ftm_pwm_duty(L_BACK_FTM,L_BACK_CH,0);
ftm_pwm_duty(L_GO_FTM,L_GO_CH,(uint32)(PWM_L));
}
else
{
ftm_pwm_duty(L_GO_FTM,L_GO_CH,0);
ftm_pwm_duty(L_BACK_FTM,L_BACK_CH,(uint32)(-PWM_L));
}
//右
if(PWM_R>=0)
{
ftm_pwm_duty(R_BACK_FTM,R_BACK_CH,0);
ftm_pwm_duty(R_GO_FTM,R_GO_CH,(uint32)(PWM_R));
}
else
{
ftm_pwm_duty(R_GO_FTM,R_GO_CH,0);
ftm_pwm_duty(R_BACK_FTM,R_BACK_CH,(uint32)(-PWM_R));
}
}
…To Be Continued…