什么是串級(jí)PID?
什么是串級(jí)PID？顧名思義就是兩個(gè)串起來的PID，下面是一個(gè)雙閉環(huán)的例子，外環(huán)是位置環(huán)，內(nèi)環(huán)是速度環(huán)，最終的執(zhí)行器是電機(jī)，電機(jī)輸出產(chǎn)生了速度和位置；具體框圖如下圖所示；

?

當(dāng)然執(zhí)行器也可以是四軸飛行器，整體過程如下：

我們?cè)谕猸h(huán)給定相應(yīng)的位置高度，外環(huán)PID的輸出就是內(nèi)環(huán)PID的期望值；
內(nèi)環(huán)PID的輸出將產(chǎn)生相應(yīng)的油門大小，最終飛行器會(huì)產(chǎn)生上升的速度；
內(nèi)環(huán)反饋值為速度，控制相應(yīng)的速度達(dá)到外環(huán)所需的速度期望值；
最終外環(huán)達(dá)到期望的位置；
可能這里比較抽象，好吧，下面繼續(xù)細(xì)化一下硬件的細(xì)節(jié)；

PID的算法控制其實(shí)是一種無系統(tǒng)模型的控制，可以根據(jù)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)去調(diào)試系統(tǒng)；

但是實(shí)際的物理對(duì)象的模型其實(shí)早就確定好了，PID的輸入量和輸出量的物理意義也會(huì)因?yàn)閷?shí)際的被控對(duì)象而改變；

換句話說，PID的輸入基本上和系統(tǒng)的反饋量相關(guān)，而實(shí)際的反饋量是什么，從一開始就因?yàn)橄到y(tǒng)而確定下來了；

內(nèi)環(huán)和外環(huán)
如果外環(huán)是因，那內(nèi)環(huán)就是果。萬物皆有因果。

?

比如伺服控制器的三環(huán)：

位置環(huán)
速度環(huán)
電流環(huán)
外環(huán)的變化會(huì)直接導(dǎo)致內(nèi)環(huán)的變化，而內(nèi)環(huán)是直接導(dǎo)致執(zhí)行器變化的關(guān)鍵，如果這里依然使用飛行器作為例子，對(duì)于整個(gè)四軸飛行系統(tǒng)而言；

我們通過控制電機(jī)的電流，從而決定電機(jī)的輸出扭矩；
扭矩和負(fù)載一起決定電機(jī)轉(zhuǎn)速；
螺旋槳快速旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生了飛行器的升力，于是也決定了上升的速度；
最終也導(dǎo)致了飛行器的位置變化；
這是整個(gè)的控制過程。

?

如果只用單環(huán)的PID去控制系統(tǒng)，可以在給定系統(tǒng)期望的情況下達(dá)到所需要的位置嗎？

答案是可以。

那這樣串級(jí)PID還有什么意義嗎？

答案是有