控制演算法規律

『壹』 pid通俗易懂的解釋是什麼

PID是一種很常見的控制演算法。在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。

其中P意為比例，I意為積分，D意為微分。

(1)控制算法規律擴展閱讀：

Pid的控制原理：

1、比例環節

比例控製作用的大小除與偏差有關之外，還取決於比例系數的大小。比例系數越小，控製作用越小，系統響應越慢。反之，比例系數越大，控製作用越強，則系統響應越快。

2、積分環節

積分環節的作用，主要用於消除靜差提高系統的無差度。積分作用的強弱，取決於積分時間常數Ti，Ti越大積分作用越弱，反之則積分作用越強。

3、微分環節

微分環節的作用能反映偏差信號的變化趨勢（變化速率），且可以在偏差信號的值變得太大之前，在系統中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統的動作速度，從而達到減小調節時間的效果。

積分控製作用的引入雖然可以消除靜差，但是降低了系統的響應速度，特別是對於具有較大慣性的被控對象，用PI控制器很難得到很好的動態調節品質，系統會產生較大的超調和振盪。

『貳』 什麼是pid控制原理

PID即：Proportional（比例）、Integral（積分）、Differential（微分）的縮寫，PID控制演算法是結合比例、積分和微分三種環節於一體的控制演算法。
它是連續系統中技術最為成熟、應用最為廣泛的一種控制演算法，該控制演算法出現於20世紀30至40年代，適用於對被控對象模型了解不清楚的場合。實際運行的經驗和理論的分析都表明，運用這種控制規律對許多工業過程進行控制時，都能得到比較滿意的效果。PID控制的實質就是根據輸入的偏差值，按照比例、積分、微分的函數關系進行運算，運算結果用以控制輸出。
在工業應用中PID及其衍生演算法是應用最廣泛的演算法之一，是當之無愧的萬能演算法，如果能夠熟練掌握PID演算法的設計與實現過程，對於一般的研發人員來講，應該是足夠應對一般研發問題了，而難能可貴的是，在很多控制演算法當中，PID控制演算法又是最簡單，最能體現反饋思想的控制演算法，可謂經典中的經典。經典的未必是復雜的，經典的東西常常是簡單的，而且是最簡單的。

『叄』 集散控制系統中，對pid控制演算法是怎樣處理的

PID控制教程PID是比例,積分,微分的縮寫.<BR>比例調節作用：是按比例反應系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節,減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩定性下降,甚至造成系統的不穩定。
積分調 是使系統消除穩態誤差,提高無差度。因為有誤差,積分調節就進行,直至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數Ti,Ti越小,積分作用就越強。反之Ti大則積分作用弱,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態響應變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合,組成PI調節器或PID調節器。微分作用反映系統偏差信號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,因此能產生超前的控製作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除。因此,可以改善系統的動態性能。在微分時間選擇合適情況下,可以減少超調,減少調節時間。微分作用對雜訊干擾有放大作用,因此過強的加微分調節,對系統抗干擾不利。此外,微分反應的是變化率,而當輸入沒有變化時,微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用,需要與另外兩種調節規律相結合,組成PD或PID控制器。在調節系統中，其過程式控制制方式就是將被測量，如溫度、壓力、流量、成分、水位等，由感測器變換成統一的標准信號送入調節器，在調節器中，與給定值進行比較，然後把比較出的差值進行PID運算。所謂PID運算就是比例、積分、微分運算。P調節就是調節器的輸出和輸入成比例。調比例帶，也就是調比例系數，比例帶就是輸出與輸入之比（放大倍數）的倒數。I調節就是輸出是輸入量（即偏差）的積分，只要有偏差，調節器就會不斷積分，使輸送到執行器的信號變化，校正被控量，直到達到無偏差為止，所以有了積分調節器就會消除穩態偏差。但要注意單獨的積分調節往往是不能工作的。所謂整定積分時間就是調積分的快慢，這要取決於對象的特性。D調節就是微分調節，也就是輸出對輸入的微分。微分調節的優點在於它的超前性，當輸入發生變化時，馬上就有微分信號產生，使被控量得以提前校正，然後再由P、I進行校正，這樣可以使整個調節的過渡過程時間縮短，有利於調節質量的提高。目前工業自動化水平已成為衡量各行各業現代化水平的一個重要標志。同時，控制理論的發展也經歷了古典控制理論、現代控制理論和智能控制理論三個階段。智能控制的典型實例是模糊全自動洗衣機等。自動控制系統可分為開環控制系統和閉環控制系統。一個控制系統包括控制器﹑感測器﹑變送器﹑執行機構﹑輸入輸出介面。控制器的輸出經過輸出介面﹑執行機構﹐加到被控系統上﹔控制系統的被控量﹐經過感測器﹐變送器﹐通過輸入介面送到控制器。不同的控制系統﹐其感測器﹑變送器﹑執行機構是不一樣的。比如壓力控制系統要採用壓力感測器。電加熱控制系統的感測器是溫度感測器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經很多，產品已在工程實際中得到了廣泛的應用，有各種各樣的PID控制器產品，各大公司均開發了具有PID參數自整定功能的智能調節器(intelligent regulator)，其中PID控制器參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應演算法來實現。有利用PID控制實現的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實現PID控制功能的可編程式控制制器(PLC)，還有可實現PID控制的PC系統等等。可編程式控制制器(PLC) 是利用其閉環控制模塊來實現PID控制，而可編程式控制制器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC-5等。還有可以實現PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix產品系列，它可以直接與ControlNet相連，利用網路來實現其遠程式控制制功能。
1、開環控制系統
開環控制系統(open-loop control system)是指被控對象的輸出(被控制量)對控制器(controller)的輸出沒有影響。在這種控制系統中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環迴路。
2、閉環控制系統
閉環控制系統(closed-loop control system)的特點是系統被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環。閉環控制系統有正反饋和負反饋，若反饋信號與系統給定值信號相反，則稱為負反饋( Negative Feedback)，若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環控制系統均採用負反饋，又稱負反饋控制系統。閉環控制系統的例子很多。比如人就是一個具有負反饋的閉環控制系統，眼睛便是感測器，充當反饋，人體系統能通過不斷的修正最後作出各種正確的動作。如果沒有眼睛，就沒有了反饋迴路，也就成了一個開環控制系統。另例，當一台真正的全自動洗衣機具有能連續檢查衣物是否洗凈，並在洗凈之後能自動切斷電源，它就是一個閉環控制系統。
3、階躍響應
階躍響應是指將一個階躍輸入（step function）加到系統上時，系統的輸出。穩態誤差是指系統的響應進入穩態後﹐系統的期望輸出與實際輸出之差。控制系統的性能可以用穩、准、快三個字來描述。穩是指系統的穩定性(stability)，一個系統要能正常工作，首先必須是穩定的，從階躍響應上看應該是收斂的﹔準是指控制系統的准確性、控制精度，通常用穩態誤差來(Steady-state error)描述，它表示系統輸出穩態值與期望值之差﹔快是指控制系統響應的快速性，通常用上升時間來定量描述。
4、PID控制的原理和特點
在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以採用時，系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時，最適合用PID控制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。
比例（P）控制
比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。
積分（I）控制
在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統，如果在進入穩態後存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統（System with Steady-state Error）。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入「積分項」。積分項對誤差取決於時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等於零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
微分（D）控制
在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。 自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件（環節）或有滯後(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化「超前」，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入「比例」項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是「微分項」，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控製作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
5、PID控制器的參數整定
PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易於掌握，在工程實際中被廣泛採用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然後按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論採用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最後調整與完善。現在一般採用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統工作﹔(2)僅加入比例控制環節，直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振盪，記下這時的比例放大系數和臨界振盪周期﹔(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數

『肆』 阿波羅登月用到了哪些控制、估計等演算法

在計算機科學領域，進化計算（Evolutionary Computation）是人工智慧（Artificial Intelligence），進一步說是智能計算（Computational Intelligence）中涉及到組合優化問題的一個子域。其演算法是受生物進化過程中「優勝劣汰」的自然選擇機制和遺傳信息的傳遞規律的影響，通過程序迭代模擬這一過程，把要解決的問題看作環境，在一些可能的解組成的種群中，通過自然演化尋求最優解。進化演算法正是借用以上生物進化的規律，通過繁殖、競爭、再繁殖、再競爭，實現優勝劣汰，一步步逼近復雜工程技術問題的最優解。進化計算的主要分支有：遺傳演算法GA，遺傳編程GP、進化策略ES、進化編程EP。

『伍』 怎樣用PID演算法控制溫度

沒有一種控制演算法比PID調節規律更有效、更方便的了。現在一些時髦點的調節器基本源自PID。甚至可以這樣說：PID調節器是其它控制調節演算法的媽。
為什麼PID應用如此廣泛、又長久不衰？
因為PID解決了自動控制理論所要解決的最基本問題，既系統的穩定性、快速性和准確性。調節PID的參數，可實現在系統穩定的前提下，兼顧系統的帶載能力和抗擾能力，同時，在PID調節器中引入積分項，系統增加了一個零積點，使之成為一階或一階以上的系統

『陸』 智能壓力控制儀控制演算法和設計

控制演算法難！

『柒』 哪些控制類的演算法驚艷了你

談到控制演算法，有人說路徑規劃，有人說機器人運動學，還有人說卡爾曼濾波器，神經網路，蟻群演算法，或者粒子群優化演算法。我擦，這哪是控制演算法，完全不是一個層面的東西，至少不屬於狹義上的控制演算法。那上面那些東西屬於啥，搞控制的喜歡對系統分層，一般分為決策優化層和控制層。路徑規劃，機器人運動學都屬於決策優化層的東西，在這一層進行全局的規劃和優化，最後生成控制指令，傳給控制層，控制層通過閉環反饋實現對指令的跟蹤。

控制演算法，控制的是信號，信號是連續量，比如電壓，電流，轉速，功率，溫度，等等，說到底信號就是一個物理量在一個域（時間或者空間）上展開。系統是啥，系統就是信號到信號的變換，比如最普通的直流電機，我加一個電壓信號給電機，然後電機的轉速信號慢慢升到一個固定值，這里電機就是一個系統，它實現了電壓信號到轉速信號的變換，改變電壓，轉速信號也會隨著改變。