当前位置: 首页 > news >正文

Arduino PID库 (2) –微分导致的过冲

Arduino PID库 (2) – Derivative Kick

参考:手把手教你看懂并理解Arduino PID控制库——微分冲击

  • pid内容索引-CSDN博客

  • Arduino PID库 (1)– 简介

问题

此修改将稍微调整derivative term。目标是消除一种称为“Derivative Kick”的现象。
Derivative Kick

spikes :尖峰

从第一张图看出,当设定值产生一个阶跃后,被控量 Input 随着时间慢慢向设定值靠近,第二张图反应的是设定值产生阶跃后控制量 Output 的变化,可以发现,Output 会突然产生一个较大的阶跃,具体原因可以参考 “万恶” 的 PID 经典控制方程。第三张图描述的是 Output 的梯度(也就是变化率:值变化:时间变化),同样可以发现一个阶跃,并且这个脉冲可能会非常的大(dt 非常小),远远超过 Output 变化量。同理,图中描述了当设定值突然减小,Output 及其对应的梯度变化情况。对于一般的系统来说,我们不希望这样的突变发生(可以想象如果采样周期很长,那么这个冲击会持续很长时间,系统估计就飞起来了)。当然如果你的系统需要这个冲击,那么这个问题就可以忽略
上图说明了问题。由于error=Setpoint-Input,因此Setpoint的任何更改都会导致误差的瞬时变化。这种变化的导数是无穷大(在实践中,由于 dt 不是 0,它最终是一个非常大的数字。该数字被反馈入pid方程,从而导致输出中出现尖峰。幸运的是,有一种简单的方法可以摆脱这种情况。

解决方案

在这里插入图片描述
Setpoint 这一项就会产生一个巨大的冲击,而且仅会产生一次,在下一个计算周期就会消失。处理的方法很多,最简单的就是将 Serpoint 这一项移除,也就是认为对于微分项来说不存在设定值的改变。如果这么处理,系统会不会失控呢?这种玩法已经和我们根深蒂固的经典 PID 理论不一样了啊!!这怎么整!

上述问题的答案是不会失控,我们将上述过程写成数学表达式
DonMExplain
事实证明,误差的导数等于输入的负导数,除非设定值发生变化。这最终是一个完美的解决方案。我们不是加(Kd * 误差的导数),而是减去(输入的 Kd * 导数)。这称为使用“测量导数”

代码

/*working variables*/
unsigned long lastTime;
double Input, Output, Setpoint;
double errSum, lastInput;
double kp, ki, kd;
int SampleTime = 1000; //1 sec
void Compute()
{unsigned long now = millis();int timeChange = (now - lastTime);if(timeChange>=SampleTime){/*Compute all the working error variables*/double error = Setpoint - Input;errSum += error;double dInput = (Input - lastInput);/*Compute PID Output*/Output = kp * error + ki * errSum - kd * dInput;/*Remember some variables for next time*/lastInput = Input;lastTime = now;}
}void SetTunings(double Kp, double Ki, double Kd)
{double SampleTimeInSec = ((double)SampleTime)/1000;kp = Kp;ki = Ki * SampleTimeInSec;kd = Kd / SampleTimeInSec;
}void SetSampleTime(int NewSampleTime)
{if (NewSampleTime > 0){double ratio  = (double)NewSampleTime/ (double)SampleTime;ki *= ratio;kd /= ratio;SampleTime = (unsigned long)NewSampleTime;}
}

这里的修改非常简单。我们将 +dError 替换为 -dInput。我们现在不再记住最后一个错误,而是记住最后一个输入

结果

DonM

  1. Output 梯度尖峰被去除
  2. 控制量原来存在一个尖峰被消除
  3. 被控量的微分变得较为平坦
    这些修改给我们带来的结果。请注意,输入看起来仍然大致相同。因此,我们获得了相同的性能,但我们不会在每次设定值更改时都发出巨大的输出峰值。

这可能是也可能不是什么大问题。这完全取决于您的应用程序对输出峰值的敏感程度。不过,在我看来,不突变就不需要做更多的工作,所以为什么不把事情做好呢?

相关文章:

Arduino PID库 (2) –微分导致的过冲

Arduino PID库 (2) – Derivative Kick 参考:手把手教你看懂并理解Arduino PID控制库——微分冲击 pid内容索引-CSDN博客 Arduino PID库 (1)– 简介 问题 此修改将稍微调整derivative term。目标是消除一种称为“…...

基于强化学习算法玩CartPole游戏

什么事CartPole游戏 CartPole(也称为倒立摆问题)是一个经典的控制理论和强化学习的基础问题,通常用于测试和验证控制算法的性能。具体来说,它是一个简单的物理模拟问题,其目标是通过在一个平衡杆(倒立摆&a…...

uniapp0基础编写安卓原生插件和调用第三方jar包(Ch34的jar包)和如何解决android 如何Application初始化

前言 我假设你会uniapp安卓插件开发了,如果不会请看这篇文章,这篇文章是0基础教学。 这篇文章我们将讲一下如何使用CH34XUARTDriver.jar进行开发成uniapp插件。 它的难点是:uniapp如何Application初始化第三方jar包 先去官网下载CH340/CH341的USB转串口安卓免驱应用库:h…...

使用Leaflet进行船舶航行警告区域绘制实战

目录 前言 一、坐标格式转换 1、数据初认识 2、将区域分割成多个点 3、数据转换 4、数据转换调用 二、WebGIS展示空间位置信息 1、定义底图 2、Polygon的可视化 3、实际效果 三、总结 前言 通常而言,海事部门如海事局,通常会在所述的管辖区域内…...

用Ollama 和 Open WebUI本地部署Llama 3.1 8B

说明: 本人运行环境windows11 N卡6G显存。部署Llama3.1 8B 简介 Ollama是一个开源的大型语言模型服务工具,它允许用户在自己的硬件环境中轻松部署和使用大规模预训练模型。Ollama 的主要功能是在Docker容器内部署和管理大型语言模型(LLM&…...

计算机毕业设计选题推荐-学生作业管理系统-Java/Python项目实战

✨作者主页:IT研究室✨ 个人简介:曾从事计算机专业培训教学,擅长Java、Python、微信小程序、Golang、安卓Android等项目实战。接项目定制开发、代码讲解、答辩教学、文档编写、降重等。 ☑文末获取源码☑ 精彩专栏推荐⬇⬇⬇ Java项目 Python…...

RIP实验

实验拓扑: 实验要求: R1-R2-R3-R4-R5:RIP 100 运行版本2 R6-R7:RIP 200 运行版本1 1.使用合理IP地址规划网络,各自创建环回接口 2.R1创建环回 172.16.1.1/24 172.16.2.1/24 172.16.3.1/24 3.要求R3使用R2访问R1环…...

手把手教你如何在宝塔上添加可道云登录页面的ICP备案信息,别跟权威开玩笑。

如何在宝塔上添加可道云登录页面的ICP备案信息 事情的原由来我们开始吧首先登录你的宝塔页面双击打开index.php文件保存退出即可 感谢大佬,希望对被查到的朋友有所帮助! 事情的原由 今天突然收到腾讯云发来的一封Email,说我需要整改我的网站…...

基于JSP技术的大学生校园兼职系统

你好呀,我是计算机学姐码农小野!如果有相关需求,可以私信联系我。 开发语言:JSP 数据库:MySQL 技术:JSPJavaBeans 工具:MyEclipse,Tomcat,Navicat 系统展示 首页 学…...

VSCode在windows系统下的配置简单版

参考链接 从零开始的vscode安装及环境配置教程(C/C)(Windows系统)_vscode搭建编译器环境-CSDN博客 vscode生成tasks.json、launch.json、c_cpp_properties.json文件_vscode生成launch.json-CSDN博客 自动生成配置文件简单方便!!! 运行c代…...

C++初学(9)

9.1、结构简介 虽然数组能够和存储多个元素,但所有元素必须相同,也就是说,同一个数组不能既存放int类型也存放float类型,而C的结构可以满足要求。结构是一种比数组更灵活的数据格式,因为同一个结构可以存储多种类型的…...

ardupilot开发 --- 网络技术综述 篇

不信人间有白头 一些概念参考文献 一些概念 以太网、局域网、互联网 以太网(Ethernet),是一种计算机局域网技术。以太网是一种有线网络技术,网络传输介质包括:以太网电缆,如常见的双绞线、光纤等。根据传输速度,可以氛…...

一文详解大模型蒸馏工具TextBrewer

原文:https://zhuanlan.zhihu.com/p/648674584 本文分享自华为云社区《TextBrewer:融合并改进了NLP和CV中的多种知识蒸馏技术、提供便捷快速的知识蒸馏框架、提升模型的推理速度,减少内存占用》,作者:汀丶。 TextBre…...

Go语言加Vue3零基础入门全栈班10 Go语言+gRPC用户微服务项目实战 2024年07月31日 课程笔记

概述 如果您没有Golang的基础,应该学习如下前置课程。 Golang零基础入门Golang面向对象编程Go Web 基础Go语言开发REST API接口_20240728Go语言操作MySQL开发用户管理系统API教程_20240729Redis零基础快速入门_20231227GoRedis开发用户管理系统API实战_20240730Mo…...

ChatGPT能代替网络作家吗?

最强AI视频生成:小说文案智能分镜智能识别角色和场景批量Ai绘图自动配音添加音乐一键合成视频百万播放量https://aitools.jurilu.com/ 当然可以!只要你玩写作AI玩得6,甚至可以达到某些大神的水平! 看看大神、小白、AI输出内容的区…...

Http自定义Header导致的跨域问题

最近写一个小项目,前后端分离,在调试过程中访问远程接口,出现了CORS问题,接口使用的laravel框架,于是添加了解决跨域的中间件,但是前端显示仍存在跨域问题,以为自己写的有问题,检查了…...

python 中 file.read(), file.readline()和file.readlines()区别和用法

python 中 file.read(), file.readline()和file.readlines()区别和用法 文章目录 python 中 file.read(), file.readline()和file.readlines()区别和用法1. file.read()2. file.readline()3. file.readlines()4. 总结5. 注意事项 file.read(), file.readline(), 和 file.readli…...

python 学习: np.pad

在NumPy中,np.pad函数用于对数组进行填充(padding),即在数组的边界处添加额外的值。这在图像处理、信号处理或任何需要扩展数据边界的场景中非常有用。 以下是np.pad函数的一些关键参数和使用示例: array&#xff1a…...

等保2.0 | 人大金仓数据库测评

人大金仓数据库,全称为金仓数据库管理系统KingbaseES(简称:金仓数据库或KingbaseES),是北京人大金仓信息技术股份有限公司自主研制开发的具有自主知识产权的通用关系型数据库管理系统。以下是关于人大金仓数据库的详细…...

AIGC赋能智慧农业:用AI技术绘就作物生长新蓝图

( 于景鑫 国家农业信息化工程技术研究中心)随着人工智能技术的日新月异,AIGC(AI-Generated Content,AI生成内容)正在各行各业掀起一场革命性的浪潮。而在智慧农业领域,AIGC技术的应用也正迸发出耀眼的火花。特别是在作物生长管理方面,AIGC有望彻底改变传…...

ArcGIS Pro制作水平横向图例+多级标注

今天介绍下载ArcGIS Pro中如何设置水平横向图例。 之前我们介绍了ArcGIS的横向图例制作:ArcGIS横向、多列图例、顺序重排、符号居中、批量更改图例符号等等(ArcGIS出图图例8大技巧),那这次我们看看ArcGIS Pro如何更加快捷的操作。…...

Web 架构之 CDN 加速原理与落地实践

文章目录 一、思维导图二、正文内容(一)CDN 基础概念1. 定义2. 组成部分 (二)CDN 加速原理1. 请求路由2. 内容缓存3. 内容更新 (三)CDN 落地实践1. 选择 CDN 服务商2. 配置 CDN3. 集成到 Web 架构 &#xf…...

Docker 本地安装 mysql 数据库

Docker: Accelerated Container Application Development 下载对应操作系统版本的 docker ;并安装。 基础操作不再赘述。 打开 macOS 终端,开始 docker 安装mysql之旅 第一步 docker search mysql 》〉docker search mysql NAME DE…...

RabbitMQ入门4.1.0版本(基于java、SpringBoot操作)

RabbitMQ 一、RabbitMQ概述 RabbitMQ RabbitMQ最初由LShift和CohesiveFT于2007年开发,后来由Pivotal Software Inc.(现为VMware子公司)接管。RabbitMQ 是一个开源的消息代理和队列服务器,用 Erlang 语言编写。广泛应用于各种分布…...

毫米波雷达基础理论(3D+4D)

3D、4D毫米波雷达基础知识及厂商选型 PreView : https://mp.weixin.qq.com/s/bQkju4r6med7I3TBGJI_bQ 1. FMCW毫米波雷达基础知识 主要参考博文: 一文入门汽车毫米波雷达基本原理 :https://mp.weixin.qq.com/s/_EN7A5lKcz2Eh8dLnjE19w 毫米波雷达基础…...

通过MicroSip配置自己的freeswitch服务器进行调试记录

之前用docker安装的freeswitch的,启动是正常的, 但用下面的Microsip连接不上 主要原因有可能一下几个 1、通过下面命令可以看 [rootlocalhost default]# docker exec -it freeswitch fs_cli -x "sofia status profile internal"Name …...

《Docker》架构

文章目录 架构模式单机架构应用数据分离架构应用服务器集群架构读写分离/主从分离架构冷热分离架构垂直分库架构微服务架构容器编排架构什么是容器,docker,镜像,k8s 架构模式 单机架构 单机架构其实就是应用服务器和单机服务器都部署在同一…...

echarts使用graphic强行给图增加一个边框(边框根据自己的图形大小设置)- 适用于无法使用dom的样式

pdf-lib https://blog.csdn.net/Shi_haoliu/article/details/148157624?spm1001.2014.3001.5501 为了完成在pdf中导出echarts图,如果边框加在dom上面,pdf-lib导出svg的时候并不会导出边框,所以只能在echarts图上面加边框 grid的边框是在图里…...

网页端 js 读取发票里的二维码信息(图片和PDF格式)

起因 为了实现在报销流程中,发票不能重用的限制,发票上传后,希望能读出发票号,并记录发票号已用,下次不再可用于报销。 基于上面的需求,研究了OCR 的方式和读PDF的方式,实际是可行的&#xff…...

AWS vs 阿里云:功能、服务与性能对比指南

在云计算领域,Amazon Web Services (AWS) 和阿里云 (Alibaba Cloud) 是全球领先的提供商,各自在功能范围、服务生态系统、性能表现和适用场景上具有独特优势。基于提供的引用[1]-[5],我将从功能、服务和性能三个方面进行结构化对比分析&#…...