最近看到了Brett Beauregard發表的有關PID的系列文章，感覺對于理解PID算法很有幫助，于是將系列文章翻譯過來！在自我提高的過程中，也希望對同道中人有所幫助。作者Brett Beauregard的原文網址：http：//brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-direction/

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1、問題所在

將PID連接過程分為兩組：直接作用和反向作用。到目前為止，我所展示的所有例子都是直接行動。也就是說，輸出的增加會導致輸入的增加。對于反向作用過程，情況正好相反。例如，在冰箱中，冷卻水的增加會導致溫度下降。要使初學者 PID 使用反向過程，kp、ki 和 kp 的符號都必須為負數。

這本身不是問題，但用戶必須選擇正確的符號，并確保所有參數都具有相同的符號。

2、解決方案

為了讓這個過程簡單一點，我要求 kp、ki 和 kp 都是大于等于0的。如果用戶連接到反向進程，則使用SetControllerDirection函數指定反向進程。這可以確保所有參數都具有相同的符號，并使事情操作起來更直觀。

3、代碼

/*working variables*/ unsigned long lastTime; double Input，Output，Setpoint; double ITerm，lastInput; double kp，ki，kd; int SampleTime = 1000;//1 sec double outMin，outMax; bool inAuto = false;#define MANUAL 0 #define AUTOMATIC 1#define DIRECT 0 #define REVERSE 1 int controllerDirection = DIRECT;void Compute() {if(!inAuto) return;unsigned long now = millis();int timeChange = (now - lastTime);if(timeChange>=SampleTime){/*Compute all the working error variables*/double error = Setpoint - Input;ITerm+= (ki * error);if(ITerm > outMax) ITerm= outMax;else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin;double dInput = (Input - lastInput);/*Compute PID Output*/Output = kp * error + ITerm- kd * dInput;if(Output > outMax) Output = outMax;else if(Output < outMin) Output = outMin;/*Remember some variables for next time*/lastInput = Input;lastTime = now;} }void SetTunings(double Kp，double Ki，double Kd) {if (Kp<0 || Ki<0|| Kd<0) return;double SampleTimeInSec = ((double)SampleTime)/1000;kp = Kp;ki = Ki * SampleTimeInSec;kd = Kd / SampleTimeInSec;if(controllerDirection ==REVERSE){kp = (0 - kp);ki = (0 - ki);kd = (0 - kd);} }void SetSampleTime(int NewSampleTime) {if (NewSampleTime > 0){double ratio = (double)NewSampleTime/(double)SampleTime;ki *= ratio;kd /= ratio;SampleTime = (unsigned long)NewSampleTime;} }void SetOutputLimits(double Min，double Max) {if(Min > Max) return;outMin = Min;outMax = Max;if(Output > outMax) Output = outMax;else if(Output < outMin) Output = outMin;if(ITerm > outMax) ITerm= outMax;else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; }void SetMode(int Mode) {bool newAuto = (Mode == AUTOMATIC);if(newAuto == !inAuto){ /*we just went from manual to auto*/Initialize();}inAuto = newAuto; }void Initialize() {lastInput = Input;ITerm = Output;if(ITerm > outMax) ITerm= outMax;else if(ITerm < outMin) ITerm= outMin; }void SetControllerDirection(int Direction) {controllerDirection = Direction; }

4、PID 完成

差不多結束了。我們已經把“初學者的PID”變成了我目前知道的最健壯的控制器。對于那些正在尋找PID庫的詳細解釋的讀者，我希望您得到了您想要的。對于那些正在編寫自己的PID的人，我希望您能夠收集到一些想法，這些想法可以為您節省一些時間。

最后說明兩點：

如果這個系列中的東西看起來不對，請告訴我。我可能錯過了什么，或者可能只需要在我的解釋中更清楚。無論哪種方式，我都想知道。

這只是一個基本的PID。為了簡單起見，我有意省略了許多其他問題。在我的腦海中：前饋，重置平鋪，整數數學，不同的PID形式，使用速度而不是位置。如果有興趣讓我探討這些話題，請讓我知道。

歡迎關注：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的改进初学者的PID-正反作用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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