pid调节中，出现震荡，具体是指什么情况

问题描述

精选答案

设想这样一个情况（我用中学物理解释）。

一个没有摩擦的小车，我可以控制小车的加速度，我的目标是让小车停到1m处。

如果使用PID的话，大约如此(设e是当前位置和1m的距离）

a = kp * e + ki * e的积分 + kd * e的微分

考虑简单情况，ki,kd都是0，式子就变成了

a = kp * e

就是，我当前的加速度等于我距目标点的距离乘以一个系数kp。

有没有觉得这个式子很像 弹簧振子 ？ 距离中心位置越远（目标位置），受到的力越大。

所以，在这种控制策略下，小车会像弹簧振子一样，出现等幅振荡（按正弦运动）。这种状态就是震荡了。

通常，加入微分项后，会抑制震荡，理由也很简单，对位置偏差的微分可以理解为就是速度，如果小车一直受到一个与速度方向相反的力，那么动能就越来越小，最后会停下，体现在控制中，就是收敛或者叫稳定。