考前的一些迷惑总结

PID controller design - Direct Synthesis & Internal Model

controller tuning就是configuration的意思

以下内容对应DS和IM部分的图片一起看

Direct Synthesis很简单粗暴，根据表达式，要求Gc就一定要先确定Y,Ysp,G，前两个虽然可以直接获得，但是不是它们想要多少就多少，而是我们有一个希望的(Y/Ysp)_d的比例，而G我们就需要算一个model G~代进去，这里G可以用之前章节得内容测得K和τ(如果是2nd order就τ1,τ2)，经过一系列代入和简化得到了P11,P12上面controller的Kc和τ_I(&τ_D)表达式，这个缺点就是换一个G就要重新算一遍。

Internal Model的操作方法就是一边过着真实发生的的流程G，一边simulate着一个model G~ ，并且利用两者输出的差，经过反复实验和调整，使得G~完全等价于G，这个时候Gc方才上限，利用算出来的model G~可以算出Gc，就是我们要的Gc了
在流程上，G和G~ 是齐头并进，但是实际操作，G~ 和Gc 通过这一系列步骤组成了我们想要的controller，就算我们把G换掉，G~和Gc的组合仍然能够通过着一系列操作获得我们想要的controller效果

Offset of controller

P的offset就是因为P只看到了控制那个时候的情况，但是没有考虑过去，没有弥补error，所以永远达不到想要的目标
I可以看到过去，所以可以消除offset，但是会因为太执着弥补，所以会有wind up
D是冲动的急性子，所以不能单独/只和P搭配使用，因为看到一点error就会上天，一定要让I压着（补充）才能按耐住。

Integral windup

原因：真实控制器都有上限，比如电压上限是5V，但是超过5V的set point就没办法到达，但是controller又希望要这么高的电压来control error，所以integral controller就眼睁睁地看着error累计变多，它就更想要control了，就出现了用力过猛的现象

若因為實際系統的限制，控制器的輸出無法再影響控制變數，此時即為積分飽和的情形，例如輸出為0-5V的系統，理想的輸出在5V和6V之間變化，但實際輸出均維持在5V，這段控制器的輸出無法再影響控制變數，即為積分飽和。需要等理想輸出低於5V以下時，實際輸出會隨理想輸出變化，控制器的輸出無法再影響控制變數。控制器中若有積分器，其累計輸出的變化會隨積分時間而不同，若積分時間長時，其變化較慢，因此此現象會很明顯。