(完整版)PID控制算法与策略
(完整版)PID控制规律及数字PID基本算法
Gc (s)
3、比例微分控制
1 u(t)
) Ti s
K p (1 Ti s) Ti s
入了相位滞后，使得系统相对稳定性变差；一阶微分 环节的出现，提高了系统的阻尼程度，缓和了控制器 零极点对系统稳定性及动态过程的不利影响。
微分控制能反应输入信号的变化趋势，因此在输入信
r(t)
连续PID控制算例
开环传递函数：
G(s)
6
(s 1)(s 2)(s 3)
原系统 PI控制
Matlab/Simulink
PID控制
1.6
1.4
原系统 PI控 制
PI控制器：比例系数Kp=3.1815、积分时间常数
1.2
PID控 制 Ti=1.345
1
PID控制器：比例系数Kp=4.7787、积分时间常数
系统的快速性及相对稳定性。
PID控制器的时域表达式：
u(t
)
K
p
[e(t
)
1 Ti
e(t)dt
0
Td
de(t ) ] dt
二、连续PID传递函数的离散化
各环节的离散化处理
r(t)
e(t) K p
Td s
c(t)
1/ Ti s
u(t)
r(t)
e(t) c(t)
T
e*(t) K p
为0,0.9,3时系统的阶跃响应。
黄色线对应比例系数为2，微分系数为0时的阶跃响应 紫色线对应比例系数为2，微分系数为0.9时的阶跃响应 青色线对应比例系数为2，微分系数为3时的阶跃响应
随着微分作用的增强，系 统的超调量减小，系统的 阻尼程度提高，相对平稳 性变好，调整时间缩短， 快速性变好
pid算法的原理和算法
pid算法的原理和算法【最新版】目录1.PID 算法的概念和组成2.PID 算法的工作原理3.PID 算法的应用范围和优势4.PID 算法的参数调整方法5.PID 算法的发展和展望正文一、PID 算法的概念和组成PID 算法，即比例 - 积分 - 微分算法，是一种在自动控制领域中应用最为广泛的调节器控制规律。
它主要由比例控制、积分控制和微分控制三个部分组成，简称为 PID 控制。
PID 控制器问世至今已有近 70 年历史，以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等优点，成为工业控制主要技术之一。
二、PID 算法的工作原理PID 算法的工作原理主要基于对被控对象的偏差（实际值与期望值之间的差值）进行控制。
比例控制根据偏差的大小调整控制量，积分控制则根据偏差的累积值调整控制量，微分控制则根据偏差的变化速度调整控制量。
这三种控制方式相互结合，可以有效地提高控制系统的稳定性和响应速度。
三、PID 算法的应用范围和优势PID 算法在工程实际中应用广泛，尤其适用于那些结构和参数不能完全掌握或无法得到精确数学模型的对象。
当控制理论的其他技术难以采用时，PID 算法可以依靠经验和现场调试来确定控制器的结构和参数。
此外，PID 算法具有结构简单、参数相互独立、选定方便等优点，可以有效地提高控制系统的性能。
四、PID 算法的参数调整方法PID 算法的参数调整方法有很多，例如试凑法、临界比例度法、扩充临界比例度法等。
这些方法都可以在一定程度上提高控制系统的性能，但需要根据具体的实际情况选择合适的方法。
五、PID 算法的发展和展望随着科学技术的不断发展，PID 算法也在不断地完善和提高。
未来的发展趋势主要包括进一步提高 PID 算法的性能，例如通过引入智能优化算法、神经网络等技术；另一方面，则是将 PID 算法应用于更广泛的领域，如机器人控制、自动驾驶等。
综上所述，PID 算法作为一种经典的自动控制算法，在工程实际中具有广泛的应用和优越的性能。
pid电机控制算法
pid电机控制算法（原创版）目录1.PID 电机控制算法概述2.PID 电机控制算法的工作原理3.PID 电机控制算法的优点和缺点4.PID 电机控制算法在实际应用中的案例5.总结正文一、PID 电机控制算法概述PID 电机控制算法，全称为比例 - 积分 - 微分电机控制算法，是一种广泛应用于电机控制的经典算法。
它主要通过计算电机的误差，然后通过比例、积分、微分三个部分的调节，使电机达到期望的速度或位置。
二、PID 电机控制算法的工作原理PID 电机控制算法的工作原理主要分为三个部分：比例控制、积分控制和微分控制。
1.比例控制：当电机的实际速度低于期望速度时，比例控制器会输出一个正向的电压，使电机加速。
反之，当电机的实际速度高于期望速度时，比例控制器会输出一个负向的电压，使电机减速。
2.积分控制：积分控制器的主要作用是消除电机运行过程中的误差。
当电机的实际速度与期望速度存在偏差时，积分控制器会根据偏差的大小和累积的时间，输出一个相应的电压，使电机朝期望速度方向运动。
3.微分控制：微分控制器的主要作用是预测电机的动态响应。
当电机的实际速度突然变化时，微分控制器会根据变化的速率，输出一个相应的电压，使电机能够快速响应并达到新的期望速度。
三、PID 电机控制算法的优点和缺点PID 电机控制算法的优点主要有：响应速度快，稳定性好，适用于各种类型的电机。
然而，它也存在一些缺点，如对于非线性负载的电机，需要手动调整 PID 参数，而且不同的电机可能需要不同的 PID 参数，这就增加了使用的复杂性。
四、PID 电机控制算法在实际应用中的案例PID 电机控制算法在实际应用中非常广泛，例如在电动汽车、机器人、自动化生产线等中都有应用。
例如，在电动汽车中，PID 电机控制算法可以精确控制电机的转速和转矩，从而使电动汽车能够平稳、高效地运行。
五、总结总的来说，PID 电机控制算法是一种非常成熟、有效的电机控制算法。
它能够快速响应电机的实际运行状态，精确控制电机的转速和转矩，从而使电机能够达到期望的工作状态。
PID控制算法（PID控制原理与程序流程）
PID控制算法（PID控制原理与程序流程）⼀、PID控制原理与程序流程(⼀)过程控制的基本概念过程控制――对⽣产过程的某⼀或某些物理参数进⾏的⾃动控制。
1、模拟控制系统图5-1-1 基本模拟反馈控制回路被控量的值由传感器或变送器来检测，这个值与给定值进⾏⽐较，得到偏差，模拟调节器依⼀定控制规律使操作变量变化，以使偏差趋近于零，其输出通过执⾏器作⽤于过程。
控制规律⽤对应的模拟硬件来实现，控制规律的修改需要更换模拟硬件。
2、微机过程控制系统图5-1-2 微机过程控制系统基本框图以微型计算机作为控制器。
控制规律的实现，是通过软件来完成的。
改变控制规律，只要改变相应的程序即可。
3、数字控制系统DDC图5-1-3 DDC系统构成框图DDC(Direct Digital Congtrol)系统是计算机⽤于过程控制的最典型的⼀种系统。
微型计算机通过过程输⼊通道对⼀个或多个物理量进⾏检测，并根据确定的控制规律(算法)进⾏计算，通过输出通道直接去控制执⾏机构，使各被控量达到预定的要求。
由于计算机的决策直接作⽤于过程，故称为直接数字控制。
DDC系统也是计算机在⼯业应⽤中最普遍的⼀种形式。
(⼆)模拟PID调节器1、模拟PID控制系统组成图5－1－4 模拟PID控制系统原理框图2、模拟PID调节器的微分⽅程和传输函数PID调节器是⼀种线性调节器，它将给定值r(t)与实际输出值c(t)的偏差的⽐例(P)、积分(I)、微分(D)通过线性组合构成控制量，对控制对象进⾏控制。
a、PID调节器的微分⽅程式中b、PID调节器的传输函数a、⽐例环节：即时成⽐例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差⼀旦产⽣，调节器⽴即产⽣控制作⽤以减⼩偏差。
b、积分环节：主要⽤于消除静差，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。
c、微分环节：能反应偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号的值变得太⼤之前，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。
PID控制算法与策略
PID控制算法与策略PID（Proportional-Integral-Derivative，比例-积分-微分）控制算法是一种常用的控制算法，广泛应用于工业控制、机器人控制、自动化控制等领域。
PID控制算法包括三个部分，分别是比例控制、积分控制和微分控制，通过调整这三个控制部分的权重和参数，可以实现精确的控制目标。
比例控制是PID控制算法的基础，它根据控制目标与实际输出之间的差别，按照一定的比例进行控制。
比例控制的输出与偏差成正比，比例系数KP越大，控制输出越大，系统响应也就越快，但可能会出现超调现象。
相反，比例系数KP越小，系统响应越慢，但也能减小超调。
积分控制是为了消除系统的稳态误差而引入的。
积分控制是根据系统的偏差历史累积值，按照一定的积分系数KI进行控制。
通过积分控制，能够消除系统存在的常态误差，提高系统的稳定性。
积分控制可以加快系统的响应速度，但过大的积分系数KI可能会引起系统的不稳定。
微分控制是为了抑制系统的震荡现象而引入的。
微分控制根据系统的偏差变化率，按照一定的微分系数KD进行控制。
微分控制可以提前预测系统的运动趋势，对系统的运动进行抑制，从而提高系统的稳定性。
微分控制可以减小系统的超调，但过大的微分系数KD可能会引起系统的振荡。
PID控制器的输出是比例控制、积分控制和微分控制三个部分的加权和。
其中，比例部分P与偏差成比例，积分部分I与偏差历史累积值成比例，微分部分D与偏差变化率成比例。
PID控制通过合理调整比例系数KP、积分系数KI和微分系数KD的参数，可以实现系统的快速响应、减小超调、提高稳定性等多种控制目标。
在实际应用中，PID控制算法还可以根据系统的动态特性和需求，采用不同的策略进行控制。
常见的PID控制策略包括：1.增量PID控制：根据前后两次采样值的差别进行控制，可以有效抑制噪声的影响，提高控制的精度和稳定性。
2.自适应PID控制：根据系统的动态变化，自适应地调整比例、积分和微分系数的参数，能够适应不同工况下的控制需求。
(完整版)PID控制算法与策略
第四章控制算法与策略按偏差的比例、积分和微分进行控制的控制器（简称为PID控制器、也称PID 调节器），是过程控制系统中技术成熟、应用最为广泛的一种控制器。
它的算法简单，参数少，易于调整，并已经派生出各种改进算法。
特别在工业过程控制中，有些控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数不容易确定，运用控制理论分析综合要耗费很大代价，却不能得到预期的效果。
所以人们往往采用PID控制器，根据经验进行在线整定，一般都可以达到控制要求。
随着计算机特别是微机技术的发展，PID控制算法已能用微机简单实现。
由于软件系统的灵活性，PID算法可以得到修正而更加完善［14］。
在本章中，将着重介绍基于数字PID控制算法的系统的控制策略。
4.1采用周期T的选择采样周期T在微机控制系统中是一个重要参数，它的选取应保证系统采样不失真的要求，而又受到系统硬件性能的限制。
采样定理给出了采样频率的下限，据此采样频率应满足，①'2①，其中①是原来信号的最高频率。
从控制性能Smm来考虑，采样频率应尽可能的高，但采样频率越高，对微机的运行速度要求越高，存储容量要求越大，微机的工作时间和工作量随之增加。
另外，当采样频率提高到一定程度后，对系统性能的改善已不明显［14］。
因此采样频率即采样周期的选择必须综合考虑下列诸因素：（1）作用于系统的扰动信号频率。
扰动频率越高，则采样频率也越高，即采样周期越小。
（2）对象的动态特性。
采样周期应比对象的时间参数小得多，否则采样信号无法反映瞬变过程。
（3）执行器的响应速度。
如果执行器的响应速度比较缓慢，那么过短的采样周期和控制周期将失去意义。
（4）对象的精度要求。
在计算机速度允许的情况下，采样周期越短，系统调节的品质越好。
(5)测量控制回路数。
如果控制回路数多，计算量大，则采样周期T越长,否则越小。
(6)控制算法的类型。
当采用PID算式时，积分作用和微分作用与采样周期T的选择有关。
选择采样周期T太小，将使微分积分作用不明显。
PID算法原理及调整规律
PID算法原理及调整规律一、PID算法简介在智能车竞赛中，要想让智能车根据赛道的不断变化灵活的行进，PID算法的采用很有意义。
首先必须明确PID算法是基于反馈的。
一般情况下，这个反馈就是速度传感器返回给单片机当前电机的转速。
简单的说，就是用这个反馈跟预设值进行比较，如果转速偏大，就减小电机两端的电压；相反，则增加电机两端的电压。
顾名思义，P指是比例（Proportion），I指是积分（Integral），D指微分（Differential）。
在电机调速系统中，输入信号为正，要求电机正转时，反馈信号也为正（PID算法时，误差=输入-反馈），同时电机转速越高，反馈信号越大。
要想搞懂PID算法的原理，首先必须先明白P,I,D各自的含义及控制规律：比例P：比例项部分其实就是对预设值和反馈值差值的发大倍数。
举个例子，假如原来电机两端的电压为U0，比例P为0.2，输入值是800，而反馈值是1000，那么输出到电机两端的电压应变为U0+0.2*（800-1000）。
从而达到了调节速度的目的。
显然比例P越大时，电机转速回归到输入值的速度将更快，及调节灵敏度就越高。
从而，加大P值，可以减少从非稳态到稳态的时间。
但是同时也可能造成电机转速在预设值附近振荡的情形，所以又引入积分I解决此问题。
积分I：顾名思义，积分项部分其实就是对预设值和反馈值之间的差值在时间上进行累加。
当差值不是很大时，为了不引起振荡。
可以先让电机按原转速继续运行。
当时要将这个差值用积分项累加。
当这个和累加到一定值时，再一次性进行处理。
从而避免了振荡现象的发生。
可见，积分项的调节存在明显的滞后。
而且I值越大，滞后效果越明显。
微分D：微分项部分其实就是求电机转速的变化率。
也就是前后两次差值的差而已。
也就是说，微分项是根据差值变化的速率，提前给出一个相应的调节动作。
可见微分项的调节是超前的。
并且D值越大，超前作用越明显。
可以在一定程度上缓冲振荡。
比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
(完整版)PID控制算法介绍与实现
PID控制算法介绍与实现一、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。
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i(t)2.输出量为o(t)3.偏差量为err(t)=i(t)− o(t)u(t)=k p(err(t)+1T i.∫err(t)d t+T D d err(t)d t)二、PID算法的数字离散化假设采样间隔为T，则在第K个T时刻：偏差err(k)=i(k) - o(k)积分环节用加和的形式表示，即err(k) + err(k+1) + …微分环节用斜率的形式表示，即[err(k)- err(k−1)]/T; PID算法离散化后的式子：u(k)=k p(err(k)+TT i.∑err(j)+T DT(err(k)−err(k−1)))则u(k)可表示成为：u(k)=k p(err(k)+k i∑err(j)+k d(err(k)−err(k−1)))其中式中：比例参数k p：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k i：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k d：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。
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第四章 控制算法与策略按偏差的比例、积分和微分进行控制的控制器（简称为PID 控制器、也称PID 调节器），是过程控制系统中技术成熟、应用最为广泛的一种控制器。
它的算法简单，参数少，易于调整，并已经派生出各种改进算法。
特别在工业过程控制中，有些控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数不容易确定，运用控制理论分析综合要耗费很大代价，却不能得到预期的效果。
所以人们往往采用PID 控制器，根据经验进行在线整定，一般都可以达到控制要求。
随着计算机特别是微机技术的发展，PID 控制算法已能用微机简单实现。
由于软件系统的灵活性，PID 算法可以得到修正而更加完善[14]。
在本章中，将着重介绍基于数字PID 控制算法的系统的控制策略。
4．1 采用周期T 的选择采样周期T 在微机控制系统中是一个重要参数，它的选取应保证系统采样不失真的要求，而又受到系统硬件性能的限制。
采样定理给出了采样频率的下限，据此采样频率应满足，m S ωω2≥，其中m ω是原来信号的最高频率。
从控制性能来考虑，采样频率应尽可能的高，但采样频率越高，对微机的运行速度要求越高，存储容量要求越大，微机的工作时间和工作量随之增加。
另外，当采样频率提高到一定程度后，对系统性能的改善已不明显[14]。
因此采样频率即采样周期的选择必须综合考虑下列诸因素：（1） 作用于系统的扰动信号频率。
扰动频率越高，则采样频率也越高，即采样周期越小。
（2） 对象的动态特性。
采样周期应比对象的时间参数小得多，否则采样信号无法反映瞬变过程。
（3） 执行器的响应速度。
如果执行器的响应速度比较缓慢，那么过短的采样周期和控制周期将失去意义。
（4） 对象的精度要求。
在计算机速度允许的情况下，采样周期越短，系统调节的品质越好。
（5） 测量控制回路数。
如果控制回路数多，计算量大，则采样周期T 越长，否则越小。
（6） 控制算法的类型。
当采用PID 算式时，积分作用和微分作用与采样周期T 的选择有关。
选择采样周期T 太小，将使微分积分作用不明显。
因为当T 小到一定程度后，由于受到计算精度的限制，偏差e(k)始终为零。
另外，各种控制算法也需要计算时间。
基于以上分析，在主频为100MHz 的嵌入式PC/104计算机的基础上，选取采样周期为2ms ，PID 控制器运算及力传感器的采集和滤波程序在此期间能够完全运行，并有足够时间计算出偏差值，送出控制量。
由于要求加载信号的频率为4～30Hz ，2ms 的采样频率可以满足控制系统的要求。
4．2 PID 控制器设计在模拟调节系统中，PID 算法的表达式为])()(1)([)(0dt t de T dt t e T t e K t u D t I P ++=⎰（4-1）式中：)(t u 为控制器的输出信号；)(t e 为控制器输入的偏差信号，它等于测量值与给定值之差；P K 为控制器的比例系数；I T 为控制器的积分时间常数；D T 为控制器的微分时间常数。
由于微机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值来计算控制量。
因此，在微机控制系统中，必须首先对（4-1）式进行离散化处理，离散的PID 表达式：])1()()()([)(0T k e k e T j e T T k e K k u D k j I P --++=∑=（4-2）这是位置式的PID 控制算法，由式（4-2）可以看出，要想计算)(k u ，不仅需要本次与上次的偏差信号)(k e 和)1(-k e ，而且还要对历次的偏差信号进行累加，即∑=kj j e 0)(。
这样，不仅计算繁琐，而且还要占用很多的内存单元。
因为计算机输出的)(k u 对应的是执行机构的实际位置，如计算机出现故障，)(k u 的大幅度变化，会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的，在某些场合，还可能造成重大的生产事故。
因而产生了增量式PID 控制的控制算法。
所谓增量式PID 是指数字控制器的输出只是控制量的增量)(k u ∆。
)()]1()([)1()()(k e T T K k e k e K k u k u k u IP P +--=--=∆ )]2()1(2)([-+--+k e k e k e T T K D P（4-3）下面讨论PID 控制器中三个环节的特性。
(1) 比例环节按负反馈原理构成的控制系统，其最大特点是采用偏差e(t)进行控制，偏差e(t)是进行控制的最原始、最基本的信号。
因此，比例环节是构成PID 控制器的基本环节。
对动态性能的影响：比例控制参数K 加大，使系统的动作灵敏，速度加快，K 偏大，振荡次数加多，调节时间加长。
当K 太大时，系统会趋于不稳定；当K 太小时，又会使系统动作缓慢。
对稳态性能的影响：加大比例控制系数K ，在系统稳定的情况下，可以减小稳态误差，提高控制精度，但是加大K 只是减少稳态误差，却不能完全消除稳态误差。
(2) 积分环节积分环节不能单独使用。
当控制器仅由积分环节构成时，属于不稳定系统，在实际应用中，常采用PI 或者PID 控制器。
对动态性能的影响：积分控制参数Ti 通常使系统的稳定性下降。
Ti 太小系统将不稳定。
Ti 偏小，振荡次数较多。
Ti 太大，对系统性能的影响减少。
当Ti 合适时，过渡特性比较理想。
对稳态性能的影响：积分控制参数能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。
但是若Ti太大时，积分作用太弱，以至不能减小稳态误差。
(3)微分环节微分环节反映偏差的变化率，能在偏差值变得太大之前，在系统中引进一个有效的早期修正信号。
因此微分环节有利于增加系统的稳定性，提高快速性，改善动态性能。
由于微分环节是对偏差速率的反映，只在暂态过程中才有效，而在信号无变化或变化及其缓慢的稳态将完全失效。
所以，单一的微分环节控制器在任何情况下都不能单独地与被控对象串联起来使用。
控制器加入微分环节，可以减少系统超调量，缩短调节时间，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度。
4．3 数字PID控制器的改进如果单纯地用数字PID控制器去模仿模拟控制器，不会获得更好的效果。
因此必须发挥微机运算速度快、逻辑判断功能强、编程灵活等优势，才能在控制性能上超过模拟控制器，由此产生了一系列的改进算法。
1、积分分离在一般的PID控制中，当有较大的扰动或大幅度改变给定值的时候，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下，往往会产生较大的超调和长时间的波动。
为此，可采用积分分离措施，即偏差)(ke较大时，取消积分作用；当偏差)e较小时，才将积分作用投入。
引进积分分离PID控制(k算法，既保持了积分作用，又减少了超调量，使得控制性能有了较大的改善。
2、饱和作用的抑制如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就称为积分饱和。
当出现积分饱和时，势必使超调量增加，控制品质变坏。
作为防止积分饱和的办法之一，可对计算出的控制量)u限幅，同时，把积(k分作用切除掉。
当根据PID 调节器算出来的控制量超出了限制范围时，控制量实际上只能取其边界值。
3、干扰的抑制由于疲劳试验现场的环境比较嘈杂，而且电源线铺设的也不很规则，在实际加载控制过程中，会遇到各种不同的干扰信号。
除了在系统硬件以及环境布局方面采取必要的措施以外（如用屏蔽线传输信号，设备接保护地等），为了尽可能的减少或消除干扰信号对系统的影响，在系统软件方面也采取了一定的措施，来抑制干扰信号。
通常差分项的计算结果受到干扰的影响最大，可能会导致系统出现不期望的大的控制量变化，由于在数字式PID 算法中，差分是用来代替传统PID 算式中的微分项，因此，干扰通过微分项对控制的影响是主要的。
为了避免偏差滤波方法对PID 算式全部项的产生影响，本系统选择用单独修改微分项的办法来抑制干扰，这里用的是四点中心差分法[15]。
可以得到干扰抑制修改后的数字PID 增量算式为[])()3()2(3)1(3)(61{)(k e T T k e k e k e k e K t u IP +-----+=∆ )]}4()3(2)2(6)1(2)([6-+-+---++k e k e k e k e k e T T D （4-4）通过以上改进，PID 算法最终流程图如图4.1所示。
图4.1 PID 算法流程图4．4 参数的整定为了使控制系统不仅静态特性好，而且稳定性好，过渡过程快，正确地整定PID 数字控制器的参数P K 、I T 、D T 是非常重要的。
PID 参数的整定有理论设计和实验确定法。
由于本系统的精确数学模型很难得到，因此没有办法通过理论方法计算，只有通过实验来确定。
在连续控制系统中，模拟控制器的参数整定方法非常多，有稳定边界法、衰减曲线法、动态特性法、基于偏差积分指标最小的整定参数法，但常用的方法还是简单易行的稳定边界法。
它的优点是整定参数时不必依赖控制对象的数学模型。
另外这种方法也是由经典频率法简化而来的，虽然稍粗糙了一点，但很适于现场应用。
对于本系统来说，由于系统加载的是正弦载荷，因此允许在短时间内出现振荡，参数整定时可以采用稳定边界法。
稳定边界法是目前应用比较广的一种整定参数的方法。
其特点是直接在闭合的控制系统中进行整定，而不需要进行过程特性的试验[16]。
具体整定步骤如下：(1) 把控制器的积分时间I T 置于最大（I T ＝∞），微分时间D T 置零（D T ＝0），选用纯比例控制，系统投入闭环运行，给定值r 作阶跃扰动，控制器比例带δ从较大开始，逐渐减小，直至被控量y 出现临界振荡为止，记下此时的临界振荡周期Tu 和临界比例带δu 。
(2) 根据Tu 和δu 值，运用的经验公式，计算出控制器的各个参数P K 、I T 和D T 值。
(3) 根据上述试验计算得出的结果设置控制器的参数值。
观察系统的响应过程，若曲线不符合要求，再适当调整参数值。
4．5 控制策略疲劳试验机加载的最主要的指标通常是载荷峰值和加载频率，还有一些试验可能会有加载波形或其它一些特别的要求。
本课题只要求控制系统进行正弦加载。
由于整个疲劳试验机控制与加载系统涉及的环节比较多，其中有电子的部分，也有机械的部分以及液压部分，因此，在控制策略上必须要兼顾整个系统的完整性和一致性。
如果其中某一个环节的精度不够或控制参数不合适，都会直接影响到最后的控制效果。
本系统的控制策略主要由三个方面组成，传感器的标定、PID 参数的自整定、幅度调节PID 算法。
传感器的标定是为整个系统提供一个输出标准，它的精度是整个控制系统控制精度的基础，对系统最后的控制效果有很大影响。
PID 参数的自整定使得控制系统的智能化程度有了很大的提高，自整定的方法多种多样，如果采用象神经网络、遗传算法那样的控制方法，靠实时的调整PID 的参数值来提高控制精度的方法，将使计算量大大增加，控制周期延长，调整过程也比较缓慢。