pid算法中位置型和增量型有什么区别，分析两者优缺点

关于P、I、D三个环节的选择，一般只会用到PI控制或者PD控制，例如速度控制要求稳态无误差，那么就需要积分环节，所以使用PI控制；而使用方向控制的时候，由于不需要无稳态误差，所以使用PD控制即可，D的作用是消除P环节所带来震荡。

PID控制是一个二阶线性控制器

　　定义：通过调整比例、积分和微分三项参数，使得大多数的工业控制系统获得良好的闭环控制性能。

　　优点

　　a. 技术成熟

　　b. 易被人们熟悉和掌握

　　c. 不需要建立数学模型

　　d. 控制效果好

　　e. 鲁棒性

　　通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID两种。

　　（1）数字PID位置型控制算法：

　　由于计算机输出的u（k）可直接控制执行机构（如阀门），u（k）的值和执行机构的位置（如阀门开度）是一一对应的，因此通常称该公式为位置式PID控制算法。

　　缺点：每次输出均与过去的状态有关，计算时要对e（k）进行累加，计算机运算工作量大。

　　（2）数字PID增量型控制算法：

　　

执行机构需要的是控制量的增量（例如驱动步进电机）时，数字控制器的输出只是控制量的增量，该公式称为增量式PID控制算法。

　　没有本质区别，就是数字pid的两种不同表示形式而已，在计算一些题目时，根据题的具体内容选择适合的方法，

　　位置型需要历次的偏差信号，而增量型只需一个增量信号即可。位置型计算繁琐，保存E占用很多内存，控制不方便。

　　增量型误动作小，易于实现手动/自动的无扰动切换，不产生积分失控。但是缺点在于积分截断效应大，溢出影响大。

　　区别：

　　（1）位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关，用到了误差的累加值;而增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关，因此位置式PID控制的累积误差相对更大;

　　（2 ）增量式PID控制输出的是控制量增量，并无积分作用，因此该方法适用于执行机构带积分部件的对象，如步进电机等，而位置式PID适用于执行机构不带积分部件的对象，如电液伺服阀。

　　（3 ）由于增量式PID输出的是控制量增量，如果计算机出现故障，误动作影响较小，而执行机构本身有记忆功能，可仍保持原位，不会严重影响系统的工作，而位置式的输出直接对应对象的输出，因此对系统影响较大。

　　位置型PID优点：增量型PID优点：

　　（1）由于计算机输出增量，所以误动作影响小，必要时可用逻辑判断的方法去掉;

　　（2 ）增量设计只与本次的偏差值有关，与阀门原来的位置无关，因而增量算法易于实现手动/自动无扰动切换。

　　（3 ）不产生积分失控，所以容易获得较好的调节品质。

　　增量控制缺点：

　　（1）积分截断效应大，有静态误差;

　　（2 ）溢出的影响大。因此，应该根据被控对象的实际情况加以选择。

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发表于 2023-01-03 22:06:58
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分类：算法