我不明白PID控制器的積分部分

我不理解PID控制器的組成部分。讓我們假設來自Wikipedia的這個僞代碼：我不明白PID控制器的積分部分

previous_error = 0 
integral = 0 
start: 
    error = setpoint - measured_value 
    integral = integral + error*dt 
    derivative = (error - previous_error)/dt 
    output = Kp*error + Ki*integral + Kd*derivative 
    previous_error = error 
    wait(dt) 
    goto start

Integral在開始時設置爲零。然後在循環中整合錯誤。當我對測量值或設定值進行（正向）改變時，誤差將變爲正值，並且積分將在時間上（從開始）「吃」這些值。但我不明白的是，當誤差穩定回零時，積分部分仍然有一定的價值（隨着時間的推移積分誤差），並且仍然有助於控制器的輸出值，但它不應該。

有人可以解釋我嗎？

來源

2012-11-24 user561838

對於任何感興趣的人，我實現了這個確切的算法來控制循環速度。 http://stackoverflow.com/questions/38377820/throttling-await-for-inbound-messages – Jim

讓我們看看這樣：錯誤本身穩定到零是不夠的。要求整數變爲零，這意味着隨時間的測量值的平均值與設定值相匹配。

一個不好的例子就是嘗試從零開始，以一定的Ki，Kp，Kd達到100％的值。

x = 0,60,80,90,98,99,100,100,100。

x的值是多少？平均值是80.777。甚至不接近100.

來源

2012-11-24 15:37:30

我還是不明白。你能解釋一下嗎？ – user561838

但積分只有在測量值超過設定值時纔會歸零（因爲我們需要負值誤差）。在你的例子中，如果（Ki爲1，dt也爲1），當測量值爲100（=設定點）時，控制器的輸出仍然不爲零（我認爲它會振盪）。但是，如果PI（D）控制器調整良好，則不會出現超調。我仍然不明白:( – user561838

我不同意。過沖是I的財產。另一方面，P/D具有不到達目的地的屬性。整合通常是寬容的：I（n + 1 ）= I（n）* alpha +（1-alpha）*錯誤緩慢地忘記了早先的錯誤，給予當前更多的重視。 –

根據您想要控制的系統和傳感器的質量，控制器與系統/設備之間總會有某種干擾。當出現這樣的干擾時，控制器的積分部分不會變爲零，而是反作用它！這是由於積分將保持變化，直到系統的輸出等於參考值（即積分值與干擾相反）。

例如參見this page描述控制參數：當系統和輸入具有特定字符時，steady state error是可能的，積分將嘗試反對此，這導致最終誤差更低，但在某些情況下更多超調。

此外，傳感器的精度/噪聲可能會對積分值的準確性施加限制，可能會在零附近振盪。

來源

2012-11-24 17:03:18 Joost

穩態誤差需要I項。看看維基百科上的示例圖。

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Change_with_Ki.png

您可以從改變我長期的收益看在圖形的變化。很明顯，由於積分飽和，Ki = 2是高的，這是導致急劇超調的原因。 Ki = .5看起來不錯，但是如果你想盡快達到一個穩定值，那麼你需要再增加一點Ki。看看Ki = 1，它有點超調，但仍然比Ki = .5快得多。所以你必須決定這種折衷是否值得。

來源

2013-01-30 21:36:21 thecooltodd

想想穩定狀態下的輸出......您希望measured_value爲設定值，誤差爲零，輸出爲將過程保持在測量值所需的任何值。（在某些情況下可能爲零，但輸出可能不總是需要爲零 - 例如：您需要將加熱器設置爲6.5以將房間保持在72F。）

如果錯誤爲零，則比例誤差項對輸出沒有貢獻。

如果進程處於穩定狀態，那麼error-previous_error爲零，並且微分項不起任何作用。

如果輸出是將過程保持在穩定狀態的適當設置，則積分項必須是提供輸出值的唯一項。它以測量單位乘以觀察時間測得的誤差累積了適當的記憶，可以通過以單位outputUnits /（error * measurementTime）爲單位的Ki項轉換爲輸出單位。

作爲恆溫器的一個例子，如果房間內電加熱器的旋鈕上的輸出爲0-11個單位，並且您每隔1分鐘測量房間中的F度與72F的設定值，則積分總和記錄的degreesFtooCold *分鐘數，而Ki項將把觀察到的誤差總和轉換爲錶盤上的單位。

這是完美的，並期望積分在穩定狀態下爲非零。

來源

2014-06-09 18:55:51

我認爲這裏的一部分解釋是，作爲積分部分超調，比例部分將開始反對它。因此第二次過沖將更小，第三次更小，等等。但是如上所述，通常會有一些過程噪聲導致誤差不爲零，並且控制器可能永遠不會達到恆定輸出，但輸出的變化應該非常小。

來源

2014-08-18 08:12:28

在所有適當的情況下，您都有理由質疑PID定義，因爲它在整個PID控制中存在一個錯誤，就整數項而言。錯誤可以如下圖解說明： 1）即使存在零錯誤，整數術語也會導致輸出操作。 2）整體是基於以前的錯誤，不再相關。如果控制器將輸入與輸出進行比較並通過負反饋並將誤差驅動爲零，則比例控制可能會產生0錯誤。

正確的PID項： D項：添加更改（微分）到穩態輸入以在求和結中組合。

I術語：在求和結點中添加對穩態OUTPUT的負（負反饋）進行組合的改變（微分）。

集成是分化跨越（周圍）負反饋

的輸出連接到求和點具有非常高的遊戲和負極性（反相）組合時。 P期：是期望的OUTPUT除以所需的INPUT或由OUTPUT輸出的求和結點的信號除以由INPUT饋送到求和結點的信號的比值。

D term，Differentiation加速對輸入的輸出響應，使輸出更快地接近正確的值。

積分在接近正確/期望值時減緩輸出響應。

來源

2016-12-24 19:16:27 owlpic

我不明白PID控制器的積分部分

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