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pid的作用 pid是什么( 二 )


积分环节：能对误差进行记忆，主要用于消除静态差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强 。
微分环节：能反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间 。
例子稍微极端一点儿，假设你在高速公路上想跟着你前面的车 100 米的距离跑，并且假设你前面的车是自动驾驶的定速巡航 。
这时，你把三个环节想象成你自己=比例，你另外的两个兄弟，一个是微分，一个是积分 。
现在你们俩的车相距 300m，你一脚油门下去，车子急加速开始逼近目标 。
【pid的作用 pid是什么】你的车慢慢靠近 100m 这个目标 。
这时，你的兄弟「微分」说：“兄弟，慢点慢点！！快要接近了” 。这就是微分的作用，对未来的判断和控制 。
你肯定不会一次性就将这个跟车距离调整好了 。可能你一会儿小于 100m ，一会儿你又大于 100m 跟踪距离 。
就这样你跟你兄弟这样来来回回的调整，终于将跟车距离调整在 100m 左右这样的距离（比较极端哈，人为是不可能做到的） 。
可是路上有坑洼呀、有风阻、还有上坡这样的环境干扰因素 。
这时，你那个好久没说话的兄弟「积分」起作用了，他一直在监视你这段平稳驾驶（100m 跟车的稳定状态）状态的误差，然后进行计算，告诉你给多少油门 。
至此，我想应该对 PID 有了初步的认识 。
接下来通过一个稍微详细点儿的例子了解一下 PID 三个环节是如何工作的 。
二、PID 三个环节如何工作
我们就用比较火热的自动驾驶来简单举例，那自动驾驶很直观的就有两个应用，一个是保持固定的车道行驶，一个就是保持固定的速度行驶 。
保持固定的车道就是控制方向盘，保持固定速度就是控制油门；这两个都比较直观，我们就用固定速度（定速巡航）来简单举例 。
定速巡航也是非常成熟的技术了，在很多中低端车型上已经成了标配 。
1. 我们先讲 P——比例调节
现在我们想让我们的车在高速公路上保持 100km/h 的速度行驶，当前速度是 40km/h 。
想要到达 100km/h 有三种执行方式：
猛踩油门，车速快速提升，以最快的速度接近 100km/h；
温和的踩油门，车速中等，以温和的速度接近 100km/h；
缓慢的踩油门，车速较慢，以较慢的速度接近 100km/h 。
分别对应的 P 值是：较大、中等、较小 。
直观的反应对比如图：

pid的作用 pid是什么

文章插图
文章插图
从图中可以看出：
当 P 值较大时，车辆以更快的速度和最短的时间达到 100km/h；
当 P 值中等时，车辆相对于 P 值较大时，反应相对慢点儿，也就是以相对较慢和更长一点儿的时间到达 100km/h；
当 P 值较小时，车辆的反应速度就更慢，到达 100km/h 所耗费的时间也更长 。
说到这儿你可能就明白了 。
车辆的反应速度和耗费时间的长短取决于 P 值的大小——也就是 P 值越大，车辆反应越快，耗时越短 。
P 值大，虽然反应快，但是反应剧烈，类似于猛加速，坐在汽车里有强烈的推背感；相应的当靠近目标的时候，由于惯性容易冲过头，并且为了抑制过大冲过头就需要猛烈的踩刹车，乘坐的人就身体向前倾 。
另外由于惯性比较大的原因，车辆需要更长的时间才能调整到恒定 100km/h 的速度，因为车辆需要较长的时间来调整震荡 。

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