增量式PID控制算法.doc

"增量式PID控制算法" 增量式PID控制算法是指数字控制器的输出只是控制量的增量kuΔ。当执行机构需要的控制量是增量，而不是位置量的绝对数值时，可以使用增量式PID控制算法进行控制。增量式PID控制算法可以通过式1推导出。 式1：yk = uk + Ak(yk-1 - yk-2) + Bk(uk-1 - uk-2) + Ck(uk-2 - uk-3) 式1是PID控制算法的数学模型，其中yk是当前采样时刻的输出值，uk是当前采样时刻的输入值，yk-1和yk-2是前两个采样时刻的输出值，uk-1和uk-2是前两个采样时刻的输入值，Ak、Bk和Ck是PID控制器的三个参数。 式2：yk-1 = uk-1 + Ak(yk-2 - yk-3) + Bk(uk-2 - uk-3) + Ck(uk-3 - uk-4) 式2是式1的递推公式，将式1和式2相减并整理，就可以得到增量式PID控制算法公式： 式3：Δuk = AkΔyk + BkΔuk-1 + CkΔuk-2 其中，Δuk = uk - uk-1，Δyk = yk - yk-1。 式3是增量式PID控制算法的数学模型，通过式3可以计算控制量的增量Δuk，然后将其加到当前控制量上以得到新的控制量。 增量式PID控制算法的优点是计算量小，可以快速地计算控制量，并且可以广泛应用于计算机控制系统中。 在实际应用中，增量式PID控制算法可以用于控制小车的速度，例如在智能小车的比赛中，使用增量式PID控制算法可以快速地调整小车的速度，实现小车的稳定运行。 此外，增量式PID控制算法也可以用于控制其他的执行机构，例如控制电机的转速、控制阀门的开度等。 增量式PID控制算法是一种简单、快速、有效的控制算法，广泛应用于计算机控制系统中。 在实现增量式PID控制算法时，需要首先确定PID控制器的三个参数Ak、Bk和Ck，然后使用式3计算控制量的增量Δuk，最后将Δuk加到当前控制量上以得到新的控制量。 在代码实现中，可以使用C语言或其他编程语言来实现增量式PID控制算法，例如： ```c #define KP 1.0 #define KI 0.5 #define KD 0.2 float uk_1 = 0.0; float uk_2 = 0.0; float yk_1 = 0.0; float yk_2 = 0.0; void pid_control(float* uk, float* yk) { float delta_uk; float delta_yk; delta_yk = *yk - yk_1; delta_uk = KP * delta_yk + KI * (yk_1 - yk_2) + KD * (uk_1 - uk_2); uk_2 = uk_1; uk_1 = *uk; yk_2 = yk_1; yk_1 = *yk; *uk += delta_uk; } ``` 在上面的代码中，KP、KI和KD是PID控制器的三个参数，uk_1、uk_2、yk_1和yk_2是前两个采样时刻的输入值和输出值，delta_uk是计算出的控制量的增量，最后将delta_uk加到当前控制量上以得到新的控制量。