顾名思义就是两个串起来的PID，下面是一个双闭环的例子，外环是位置环，内环是速度环，最终的执行器是电机，电机输出产生了速度和位置;

 

关于PID话题，很多电源工程师工作中会遇到不同的问题其实找到问题的根源，才能对症下药下面给大家分享几篇不错的文章，供大家学习~到底什么是串级PID?什么是串级PID?什么是串级PID？顾名思义就是两个串起来

的PID，下面是一个双闭环的例子，外环是位置环，内环是速度环，最终的执行器是电机，电机输出产生了速度和位置；具体框图如下图所示；

当然执行器也可以是四轴飞行器，整体过程如下：我们在外环给定相应的位置高度，外环PID的输出就是内环PID的期望值；内环PID的输出将产生相应的油门大小，最终飞行器会产生上升的速度；内环反馈值为速度，控制相应的速度达到外环所需的速度期望值；

最终外环达到期望的位置；可能这里比较抽象，好吧，下面继续细化一下硬件的细节；PID的算法控制其实是一种无系统模型的控制，可以根据参数经验经验去调试系统；但是实际的物理对象的模型其实早就确定好了，PID的输入量和输出量的物理意义也会因为实际的被控对象而改变；

换句话说，PID的输入基本上和系统的反馈量相关，而实际的反馈量是什么，从一开始就因为系统而确定下来了；内环和外环如果外环是因，那内环就是果万物皆有因果比如伺服控制器的三环：位置环速度环电流环外环的变化会直接导致内环的变化，而内环是直接导致执行器变化的关键，如果这里依然使用飞行器作为例子，对于整个四轴飞行系统而言；。

我们通过控制电机的电流，从而决定电机的输出扭矩；扭矩和负载一起决定电机转速；螺旋桨快速旋转从而产生了飞行器的升力，于是也决定了上升的速度；最终也导致了飞行器的位置变化；这是整个的控制过程如果只用单环的PID去控制系统，可以在给定系统期望的情况下达到所需要的位置吗？。

答案是可以。那这样串级PID还有什么意义吗？答案是有。我们试想一下，如果单纯使用单环PID去控制系统。那我们看一下单环的PID系统框图；

我们设定了一个高度，并且希望飞行器达到预期位置高度，那么这时候系统的反馈值只有位置量；那么飞行器是以什么样的速度去飞行？以什么样的加速度去启动？我们就无法去有效地控制飞行器的速度，让它去快速地到达期望的位置，具体位置曲线如下图所示……

原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-2014.html通俗易懂的PID算法一、PID的数学模型在工业应用中PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一，是当之无愧的万能算法，如果能够熟练掌握PID算法的设计与实现过程，对于一般的研发人员来讲，应该是足够应对一般研发问题了，而难能可贵的是，在很多控制算法当中，PID控制算法又是最简单，最能体现反馈思想的控制算法，可谓经典中的经典。

经典的未必是复杂的，经典的东西常常是简单的，而且是最简单的二、PID算法的一般形式PID算法通过误差信号控制被控量，而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和这里我们规定（在t时刻）：1.输入量为

2.输出量为

3.偏差量为

三、PID算法的数字离散性假设采样间隔为T，则在第K个T时刻：偏差=

积分环节用加和的形式表示，即

微分环节用斜率的形式表示，即

PID算法离散化后的式子：

则可表示成为：

其中式中：比例参数

：控制器的输出与输入偏差值成比例关系。系统一旦出现偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。特点：过程简单快速、比例作用大，可以加快调节，减小误差；但是使系统稳定性下降，造成不稳定，有余差。积分参数

：积分环节主要是用来消除静差，所谓静差，就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值，积分环节实际上就是偏差累计的过程，把累计的误差加到原有系统上以抵消系统造成的静差。微分参数

：微分信号则反应了偏差信号的变化规律，或者说是变化趋势，根据偏差信号的变化趋势来进行超前调节，从而增加了系统的快速性PID的基本离散表示形式如上目前的这种表述形式属于位置型PID，另外一种表述方式为增量式PID，由上述表达式可以轻易得到：。

那么：

上式就是离散化PID的增量式表示方式，由公式可以看出，增量式的表达结果和最近三次的偏差有关，这样就大大提高了系统的稳定性。需要注意的是最终的输出结果应该为：输出量 =

+ 增量调节值四、PID算法的目的PID 的重要性应该无需多说了，这个控制领域的应用最广泛的算法了本篇文章的目的是希望通过一个例子展示算法过程,并解释以下概念：（1）简单描述何为PID？为何需要PID？PID 能达到什么作用？。

（2）理解P(比例环节)作用:基础比例环节……原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-1221.html探讨开关电源PID控制及参数设置在设计环路补偿参数时，如果不清楚被控电路的模型或者没有bode图的话一般可以采用PID法来设置。

用仿真验证了一下，PID补偿法确实可以很方便的实现补偿，不过存在几点疑惑1、PID补偿只是满足了稳定和动态响应，其它特性不能清晰的显现出来2、PID中的微分项D好像并不适合开关电源控制3、PID可以用于部分开关电源控制不过性能达不到最佳。

以峰值电流模式的反激为例，基本参数：输入最低电压100V，初级电感1mH，输出12V/2A，输出电容6000uF，开关频率60kHz。第一步，将比例P调成1:1，观察电源上电启动波形。

图1-1 只有比例P且P=1时的启动波形第二步，增加积分项，从大到小调节积分电容，当出现欠阻尼震荡即可。

图1-2 功率级电路穿越频率判断测量欠阻尼震荡的周期，此时的震荡频率约等于功率级电路的穿越频率第三步，上一步推测的功率级电路穿越频率约为1000/1.8999=526Hz，最终的目标穿越频率设为8Khz，此时调制比例系数P=8000/526=15（斜率有可能是-1和-2的组合所以P的取值范围15~30）。

重复上述第二步调积分电容使震荡波形达到满意状态为止

图1-3 最终的启动波形如果有必要可以继续调小积分电容来验证穿越频率是否在8Khz附近。

图1-4 穿越频率8KhzTypeⅡ型要比PI补偿多出一个高频极点，多出的这个极点可以衰减高频噪声比如开关噪声，见下图……原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-30.html

用Excel教会你PID算法01引入PID电机控制

这样是没有反馈的，也就是说我们完全相信输入的数字，且是理想化的模型，比如输入占空比为50%的25Kz的PWM，车轮速度为1m/s，实际产品中会受到各种这样的影响，比如地面阻力，风阻等等，同样输入占空比为50%的25Kz的PWM，车轮的速度并不是1m/s。

这时候我们就引入测量单元，也就是反馈系统。

这个时候，最常见的反馈就是：直接使用反馈值简单的例子，属于数值X和输出数值y的数学公式是：y=2x，这是这最见的关系假设我们输入7，测量结果是5，那么我们就直接将输入修改为7+2*(7-5)=11也就是我们一次直接调整到位。

这样调节过于简单粗暴，因为我们直接将输入修改为11，有可能输出直接变成6，超过预期值了这时候就自然而然的想到多次调节，每次只增加一点，然后测量速度，看一下是否达标这就是比例调节Kp02比例调节举例说明，当前小车速度为0.2，目标速度是1。

输出y和输入x的关系是y=1*x比例系数Kp=0.5随着时间的增大，输出和输入关系如下

直观折线图显示如下

我们发现这太完美了,那么比例环节就能够完美的解决问题了,可是等等,在下这个结论前,我们忽略一个特因素：噪声误差在很多系统中都是有噪声的，这我们举例小车中，噪声误差可能来自于电机的误差，外部因素风阻等误差，且是波动的。

我们将问题简化，假设外部因素恒定，外部因素是的小车实际输出速度减去0.1还是上面的例子，当前小车速度为0.2，目标速度是1输出y和输入x的关系是y=1*x比例系数Kp=0.5，恒定的误差为-0.1，随着时间的增大，输出和输入关系如下。

直观折线图显示如下

最终输出稳定在0.8，因为我们初始值为0.2，到最后和目标差值是0.2，补偿是0.1，误差正好是-0.1，也就是说等于我们没有补偿如果我们需要速度达到1呢？？？办法就是增大比例系数Kp……原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-3564.html

易学易懂的PID向导编程使用以下方法之一打开 PID 向导： ●在Micro/WIN SMART中的工具菜单中选择PID向导：

图1. 选择PID向导● 在项目树中打开“向导”文件夹，然后双击“PID”，或选择“PID”并按回车键。

图2. 选择PID向导第一步：定义需要配置的PID回路号在此对话框中选择要组态的回路。 最多可组态 8 个回路。 在此对话框上选择回路时，PID 向导左侧的树视图随组态该回路所需的所有节点一起更新。

图3. 选择需要配置的回路第二步：为回路组态命名可为回路组态自定义名称。 此部分的默认名称是“回路 x”，其中“x”等于回路编号。

图4. 为PID回路命名第三步：设定PID回路参数

图5. 设置PID参数图5中定义了PID回路参数，这些参数都应当是实数：1、增益： 即比例常数，默认值=1.002、积分时间：如果不想要积分作用可以将该值设置很大（比如10000.0），默认值=10.00。

3、微分时间：如果不想要微分回路，可以把微分时间设为0 ，默认值=0.004、采样时间：是PID控制回路对反馈采样和重新计算输出值的时间间隔,，默认值=1.00在向导完成后，若想要修改此数，则必须返回向导中修改，不可在程序中或状态表中修改。

注意：关于具体的PID参数值，每一个项目都不一样，需要现场调试来定，没有所谓经验参数。第四步：设定回路过程变量

图6. 设定PID输入过程变量1、指定回路过程变量 (PV) 如何标定可以从以下选项中选择：单极性：即输入的信号为正，如0－10V或0－20mA等双极性：输入信号在从负到正的范围内变化如输入信号为±10V、±5V等时选用。

选用20%偏移：如果输入为4－20mA则选单极性及此项，4mA是0－20mA信号的20%，所以选20% 偏移，即4mA对应5530，20mA对应27648温度 x 10 °C温度 x 10 °F2、反馈输入取值范围。

在a.设置为单极时，缺省值为0 - 27648，对应输入量程范围0 - 10V或0 - 20mA等，输入信号为正在a.设置为双极时，缺省的取值为-27648 - +27648，对应的输入范围根据量程不同可以是±10V、±5V等

在a.选中20% 偏移量时，取值范围为5530 - 27648，不可改变……原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-4882.html更多精彩内容，尽在电子星球 APP（https://www.eestar.com/）

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