很早收藏的一篇讲PID控制的文章,拿来分享:
在学习电路的时候,常常借用水流动的情形来更形象地理解各种电路原理。后面学习自控原理时,发现原理性的东西往往有相通的地方,可以相互借鉴,加深理解。像PID控制方式,我对各种控制参量是这样理解的,不够严谨但理解起来觉得很贴切。
P(比例项)相当于R(电阻),I(积分项)相当于C(电容),D(微分项)相当于L(电感)。输入量相当于电流,输出量相当于电压。
1.纯P控制就像纯阻性电路。当我们改变阻值时,输出端立刻就作出了相应的电量变化。假设输入为电流,输出为电压,根据欧姆定律,电阻充当一个电流的比例系数,R越大,电流值变化所反映电压值变化就越显著。
2.PI控制类比于RC阻容电路。电容是存储电量的容器,其时间常数相当于过渡过程,电容值越大,充电时间越长,动态响应越迟缓。但是,当电路上的元件失电时,它能提供更持久的电量支持以维持一个期望的电平。在控制时这种容性效应表现为,当输出值波动时,积分项的“充电”和“放电”过程可以起到滤波作用。这种滤波直接作用于“电压”(输出端)
3.PID控制类比于阻性容抗电路。微分项相当于一个电感,它对电流(输入端)变化敏感并且对电流的变化进行阻碍(楞次定律)。这种感性作用同样起到电流滤波作用。电感量越大而电阻一定时,当电流突变时将对电压产生较大的变化。所以,引入了微分项能使系统对反应更灵敏,但由于比例倍增作用,也容易出现超调。