PID是控制工程中的一种调节算法,通过对被控对象的测量误差进行反馈控制,最终使误差趋于0,从而实现对被控对象的准确控制。PID控制算法根据误差信号设计了三个参数,分别是比例系数KP,积分时间TI也就是KP/ki,以及微分时间TD,也就是KP*Kd。
KP是比例系数,KP增大则输出上升的速度越快,误差信号的范围也就越小。但是,若增益过大,输出就会突然瞬间达到最大值,从而导致系统不稳定。
因此,KP需要经过不断的实验和观测,按照被控对象的响应曲线来选择一个最合适的比例系数值。一般而言,KP越大,动态性能越好,但也越容易引起震荡。
KI是积分时间,也就是基于误差面积累加并平均的参数,可以通过改变KI来调整PID控制器的暂态响应和稳态精度。
当KI增大时,控制系统的稳态误差减小,但也会使系统更加缓慢。若KI过大,则可能产生系统“超前现象”和不可接受的稳定性问题。因此,KI原则上要逐步地递增,直至所要求的稳态误差被满足为止。
KD是微分时间,是误差信号变化率的比例。KD增大时,可以有效的遏制超调,提高系统响应的速度,但如果KD太大,会引起不稳定现象。
因此,KD的选值需要根据被控对象的特性进行选择,一般而言,KD较小时,响应快,但可能存在较大的超调,而KD较大时,系统的稳定性和动态性能好,但调节时间较长。