一、PID算法：

　　比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)；

　　二、應(yīng)用環(huán)境：

　　當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定；（由于賽道的參數(shù)事先未知，所以只能根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的賽道數(shù)據(jù)控制小車(chē)沿著賽道行進(jìn)）

　　三、PID算法應(yīng)用實(shí)例

　　四、參數(shù)調(diào)整

　　PID控制器參數(shù)選擇的方法很多，例如試湊法、臨界比例度法、擴(kuò)充臨界比例度法等。但是，對(duì)于PID控制而言，參數(shù)的選擇始終是一件非常煩雜的工作，需要經(jīng)過(guò)不斷的調(diào)整才能得到較為滿(mǎn)意的控制效果。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般PID參數(shù)確定的步驟如下：

　?。?）確定比例系數(shù)Kp

　　確定比例系數(shù)Kp時(shí)，首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，可以令Ti=0、Td=0，使之成為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60％～70％，比例系數(shù)Kp由0開(kāi)始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過(guò)來(lái)，從此時(shí)的比例系數(shù)Kp逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的比例系數(shù)Kp，設(shè)定PID的比例系數(shù)Kp為當(dāng)前值的60％～70％。

　?。?）確定積分時(shí)間常數(shù)Ti

　　比例系數(shù)Kp確定之后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)Ti，然后逐漸減小Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，然后再反過(guò)來(lái)，逐漸增大Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的Ti，設(shè)定PID的積分時(shí)間常數(shù)Ti為當(dāng)前值的150％～180％。

　?。?） 確定微分時(shí)間常數(shù)Td

　　微分時(shí)間常數(shù)Td一般不用設(shè)定，為0即可，此時(shí)PID調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為PI調(diào)節(jié)。如果需要設(shè)定，則與確定Kp的方法相同，取不振蕩時(shí)其值的30％。

　　（4） 系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)

　　對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直到滿(mǎn)足性能要求。

　　PID代碼

　　//定義變量

　　float Kp; //PI調(diào)節(jié)的比例常數(shù)

　　float Ti; //PI調(diào)節(jié)的積分常數(shù)

　　float T; //采樣周期

　　float Ki;

　　float ek; //偏差e［k］

　　float ek1; //偏差e［k-1］

　　float ek2; //偏差e［k-2］

　　float uk; //u［k］

　　signed int uk1; //對(duì)u［k］四舍五入取整

　　signed int adjust; //調(diào)節(jié)器輸出調(diào)整量

　　//變量初始化

　　Kp=4;

　　Ti=0.005;

　　T=0.001;

　　// Ki=KpT/Ti=0.8，微分系數(shù)Kd=KpTd/T=0.8，Td=0.0002，根據(jù)實(shí)驗(yàn)調(diào)得的結(jié)果確定這些參數(shù)

　　ek=0;

　　ek1=0;

　　ek2=0;

　　uk=0;

　　uk1=0;

　　adjust=0;

　　int piadjust（float ek） //PI調(diào)節(jié)算法

　　{

　　if（ gabs（ek）《0.1 ）

　　{

　　adjust=0;

　　}

　　else

　　{

　　uk=Kp*（ek-ek1）+Ki*ek; //計(jì)算控制增量

　　ek1=ek;

　　uk1=（signed int）uk;

　　if（uk》0）

　　{

　　if（uk-uk1》=0.5）

　　{

　　uk1=uk1+1;

　　}

　　}

　　if（uk《0）

　　{

　　if（uk1-uk》=0.5）

　　{

　　uk1=uk1-1;

　　}

　　}

　　adjust=uk1;

　　}

　　return adjust;

　　}

　　下面是在AD中斷程序中調(diào)用的代碼。

　　。。。。。。。。。。。

　　else //退出軟啟動(dòng)后，PID調(diào)節(jié)，20ms調(diào)節(jié)一次

　　{

　　EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust（ek）;//誤差較小PID調(diào)節(jié)穩(wěn)住

　　if（EvaRegs.CMPR3》=890）

　　{

　　EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比

　　}

　　}

　　下面是在AD中斷程序中調(diào)用的代碼。

　　。。。。。。。。。。。

　　else //退出軟啟動(dòng)后，PID調(diào)節(jié)，20ms調(diào)節(jié)一次

　　{

　　EvaRegs.CMPR3=EvaRegs.CMPR3+piadjust（ek）;//誤差較小PID調(diào)節(jié)穩(wěn)住

　　if（EvaRegs.CMPR3》=890）

　　{

　　EvaRegs.CMPR3=890; //限制PWM占空比

　　}

　　}