PID 调节控制做电机速度控制
V1.1 – Jan 23, 2006
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目录
页
1 模拟PID控制......................................................................................................................................1
1.1 模拟PID控制原理 ......................................................................................................................1
2 数字PID控制......................................................................................................................................3
2.1 位置式PID算法 ..........................................................................................................................3
2.2 增量式PID算法 ..........................................................................................................................4
2.3 控制器参数整定.........................................................................................................................4
2.3.1 凑试法...........................................................................................................................5
2.3.2 临界比例法...................................................................................................................5
2.3.3 经验法...........................................................................................................................5
2.3.4 采样周期的选择...........................................................................................................6
2.4 参数调整规则的探索.................................................................................................................6
2.5 自校正PID控制器 ......................................................................................................................7
3 软件说明.............................................................................................................................................8
3.1 软件说明.....................................................................................................................................8
3.2 档案构成.....................................................................................................................................8
3.3 DMC界面....................................................................................................................................8
3.4 子程序说明.................................................................................................................................9
4 程序范例...........................................................................................................................................16
4.1 DEMO程序 ...............................................................................................................................16
4.2 程序流程与说明.......................................................................................................................19
4.3 中断子流程与说明...................................................................................................................20
5 MCU使用资源 .................................................................................................................................21
5.1 MCU硬件使用资源说明..........................................................................................................21
6 实验测试...........................................................................................................................................22
6.1 响应曲线...................................................................................................................................22
7 参考文献...........................................................................................................................................26
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修订记录
日期 版本 编写及修订者 编写及修订说明
2004/11/26 1.0
初版
2006/1/23 1.1
错误校正
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1 模拟 PID 控制
将偏差的比例（Proportion）、积 分（ Integral）和微分（Differential）通过线性组合构成控制量，
用这一控制量对被控对象进行控制，这样的控制器称 PID 控制器。
1.1 模拟 PID 控制原理
在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是 PID 控制。为了说明控制器的工作原理，先看
一个例子。如图 1－1 所示是一个小功率直流电机的调速原理图。给定速度
与实际转速进行比
较
，其差值 ，经过 PID 控制器调整后输出电压控制信号 ， 经过功
率放大后，驱动直流电动机改变其转速。
)(
0
tn
)(tn )()()(
0
tntnte −= )(tu )(tu
PID控制器
直流电机
)(
0
tn
)(te )(tu
)(tn
－
＋
图 1－1 小功率直流电机调速系统
常规的模拟 PID 控制系统原理框图如图 1－2 所示。该系统由模拟 PID 控制器和被控对象组成。
图中，
是给定值， 是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差 )(r t )(y t )(te
)(y)(r)( ttte −= （式 1－1）
)(te 作为 PID 控制的输入， 作为 PID 控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟 PID 控制器的
控制规律为
)(tu
]
)(
)(
1
)([)(u
0
dt
tde
Tddtte
Ti
teKpt
t
++=
∫
（式 1－2）
其中：
―― 控制器的比例系数 Kp
－－ 控制器的积分时间，也称积分系数 Ti
―― 控制器的微分时间，也称微分系数 Td
比例
积分
微分
被控对象
)(r t
＋
－
＋
＋
＋
)(tu
)(y t)(te
图 1－2 模拟 PID 控制系统原理图
1、 比例部分
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