P3D中 PID图如何绘制

好，今天给大家讲一下这个快速画一张 pn id 的一个流程啊。呃，基本上就是可以从零从零开始画一张 pn id。 首先新建一个项目啊，怎么新建项目？可以看我之前的一个视频啊，项目建完之后再拼 id 图形， 点击右键新建图形，如果你想有多张偏 id， 他中间还有一个 文件结构，你可以新建文件夹，然后在文件夹里再剪片 id 图啊。如果你有已有的 pid 图形或者是可复制的，就是别的项目里面也有类似的这个流程 可以复制过来的，那你就直接可以使用这个选项将图形复制到这个项目， 然后我们这里是新建一张图形啊， 好，一般 pid 建完之后，他会在这个图纸空间， 但是如果我们是单人做一个项目啊，不是没有很多张平 id， 那这个时候我们建议， 我建议我们还是用模型空间来画 pip， 而不是在图纸空间画。那进入模型空间， 首先要输入 op， 打开选项布局元素， d 项显示布局和模型选项卡 左下角就有模型了，点模型，这就进入了模型空间，把这个系统默认的一个框删掉啊，然后我也不喜欢有这个网格，这边可以把网格关掉，把捕捉也关掉。 啊，为什么这么画啊？因为我一个人做了很多项目，就是一个人完成的，所以这个时候 这个流程基本上是更适合单人项目的一个流程啊。然后这边先把你自己的图框考过来， 一般是个一 如井号零，逗号零，逗号零就放掉这个，放到这个坐标圆点上。 好，我们下面就演示画一张啊，一个罐子加一个回流泵的一个 pid 流程啊，我们首先要放置设备， pid 的绘图步骤就是先放设备，再连管线，最后放仪表和管道阀门 联网设备啊，我们发一个开口的主观点击这个主观 点击一个放置位置，然后放置的时候他是可以在 x 的话 y 轴上做一个比例放大的， 我们选到一个比例之后，这个时候就要指定位号了，就是每一个设备会有一个单独的位号，这是表显的位号， 其实在这个他的后台数据库里已经有一个他自己的一个记录 id 了，那个我们后面可以去看一下。幺零幺，这边勾选了之后， 你就会指定位号的同时你就可以放置他的这个位号了，如果你没勾选就没有这个放置这个动作，然后下面我再放一个蹦，选择一个利息梦， 幺零幺，这个也是勾选之后直接放尾号，好设备放完了之后开始连管线，我们走到管线 主工艺管线，像这种，比如说啊，我们从罐子流向泵的吸口，那我们找不到这个点怎么办？ 我们可以从洞的吸口到罐子，然后他管嘴是自动生成的，还有管嘴编号都会有， 但是这个流向错了，这个时候选择这个管线右键，然后编辑草图线 翻转流向，这个时候流向就变成我们想要的了，从罐子流到泵的细口，然后他的出口管线， 然后留到这个包，然后留到这个罐子， 这样子他的管嘴都是自动生成的，这就是这个 pid 模块他的先进之处啊，包括这个箭头 防水编号 都是自带的，其实，呃，还有另外一种绘图方式啊，因为这个是比较快速的一个绘图。还有另外这个时候在这种方式里面，我们会会完图之后还要给他指定微号。 戒指是背水啊，管线号幺零幺，尺寸选一个，一人一百的登记库选一个 不锈钢的吧，要一。 然后这个也是啊，勾选之后，你指定完这个微号之后，你就会可以放那个管线的一个标注， 这个幺零幺在其他图纸里已经有了，我们给他一个幺幺零。 咦，幺幺零幺也有了，幺幺零二， 哦，我忘记了，因为我这个项目里面之前已经拷贝了一张我已经画完的 pip， 里面有差不多一百多根管线号，这管线号是重复的，那我们就来一个特别一点的幺幺幺零幺， 这就没有了， 你可以把标注放在线上，放在线上的时候这个线会自动打断的，如果不放在线上，线是自动愈合的啊，这个是 pid， 非常方便的。刚才说的还有另外一种画法，这个是我在画完线之后给的微号。还有另外一种就是画线之前可以指定这个 原件裤以及他的这个口径，这个时候我们再从这个地方点绘制，或者从工具的选项卡里面点绘制，他都会直接给这个管线赋予这个管道等级标和这个尺寸。 绘画了之后啊，这个时候我们再看一下这个管线啊，是定位号， 你可以看到尺寸和等级库，他就已经复复复值了，所以就相当于在这个菜单里面，你可以可以相当于你可以优先 对管道的仪表和口径作为一个复制啊，那这个戒指和这个环线号都是你要再输入的， 然后 pid 的步骤就是放完设备，然后连管线，管线赋予管线号，戒指和口径，那这个时候连完之后再做仪表。嗯，换个电池流量计吧， 区域零一类型。这个 fit 流量啊，只是变成器， 他的回路幺幺零幺，这个是要放他的那个标注样式，我们一般这个仪表是 然后给他一个微号的一个，如果刚才我们勾选的话，他会有一个椭圆形的一个回炉号的下边，呃，这里我们一般都不要。 pid 的好处就是你放上去之后他会自动 拿走， 是很方便的啊。仪表放完之后放关机啊，放阀门， 找到阀门用扎法吧，进口一个扎法，出口一个扎法， 入口再留个指挥阀，如果蹦的进出口有大摇头，我们就要找到 环境，用进口留一个偏心的大老头。 大家可以看到放入大小头之后，他就是自动拾取大小头两边的管线，然后显示大小头的这个口径，这个时候我们再把它泵这一侧的口径改一下，根据泵的实际口径改一下， 这个时候我们就不要放主食了。这个时候可以看到这个大丫头自动更新了一百乘八零，对吧？然后出口我们放童心大丫头 二零乘八零。那把泵口的尺寸一般都是小一号， 呃，一般蹦出口会有 压力表，那压力表怎么画的？压力表我们一般用十五的口径， 然后把仪表这个就地仪表 压力表脾气， 呃，有些是 pi。 嗯，这里可以看到。如果没有 pg， 那我们想输的 pg 人吧，那你就直接输就是了。我录号 我勾选一下，可以，大家可以看一下，勾选之后他会有一个那个 一个椭圆形的放置回录号，如果你需要你就留着看这个仪表跟这个管线他没有连接没关系的，他这边在后台没有这个数据，只是在表真上可以把它连接起来。 另外这个管线比如说空间不够了，我这边发个阀门不够了，这个时候我就可以啊， 把这个脊轴最重打开，这样子你放的线就是直的，或者默认把正胶打开 拉的就是直的 啊，这样子就可以脱线延长。 你选线的时候可以看到这边是个圆点，就说明这两个线他是连接起来的，我们再给他指定一个位号， 看到他是属直接继承了之前的这个管线的戒指等级库以及这个管线号，但是尺寸还是按照我们刚才指定的尺寸， 当然如果你换掉一个等级表，也让等级库也是可以的，因为不同的呃，一条连接的管线上可以有两种等级库 就取消了，压力表出口会有。 呃，大家 可以看到放球吧的时候，他的这个尺寸也会放下来啊，这个距离是可调的，我们在后面的教学里面再讲。 那这样子呢，就一个泵的进出口的一个管线阀门就都放好了。当然如果对于设备我们可能还有一些标注，我们就可以把设备的信息标签 标上去，就可以有可以标注更多的这个设备信息了。蹦也是一样的，住死 蹦的信息标签，像我们画 pid 一万定设备在下面动设备放上面， 然后这样子一张 pid 就差不多了。 好，今天就分享快速发 pid 的一些主要步骤，后面我们再围绕这个主要步骤。呃，如果我们需要定制的时候应该怎么操作？

这个视频我们学习车间三维建模是比赛要求的重要部分内容，主要分为钢结构、设备布置、管道连接、 cad 绘制、车间布置图。用到的软件就是我们上个视频讲的这个 pad 三 d 这个软件，我们打开这个软件之后， 在左边默认项目，第二个我们点击右键去给他建立新的图形，不能直接从这建立，直接从这建立的话，他有可能建立的是 pid 的 模型，导致后面的这个项目没有办法进行继续往下做，所以我们一定要剪点这个 pad 三 d 的 这个新建图形 好，新建完图片我们要给这个图形命名名称，我们随便给它命名一个，把这些车间再给设计好，我们点击确定 啊，我们就来到了这个界面嘛，我们把这个先关掉， 这个关掉，然后这个就是一个，大家可以看到一个三维的一个模型，我们一起需要给他建立的话是从二维开始 好，第一个就是先设计他的钢结构，但是在这之前我们先看一下这个作品里面是怎么要求的，他今年取消了厂区三维设计，但是有些队伍还是在做，所以大家有需要的话，我后面可以再出一期厂区三维设计的一个布置 好。车间三维布置有哪两个部分呢？就第一个是三维软件进行一个车间三维布置设计，第二个是要与平面布置图与立面布置图要相吻合，所以我在这边建议大家先去做三维设计，再去画平面图，这样就保证这个图纸是吻合的 好。然后从里面开始，大家可以看第一个要求说什么未使用数据库驱动型的专业软件，所以你就第一个要选对软件啊，你不能选什么乱七八糟的其他三维设计软件。第二个至少做成一个工序 啊，未完成一个工序的或者没有包含反应器的要扣一分，所以你这个公段要做就做完一个公段，你不能阿斯文随便挑一个块出来做， 是每一个公段去做。第二个这个公段要包含反应器，你不能去做金质公段，你不能去做这个啊，一本金质公然或分析金质公段，你只能做晚期公转移公段，或者是这个合成公段要有反应器的一个公段 好。第三个就是与立面铺纸图吻合，所以我们这边来看，我们这边做的就是一个 晚期转移公段，我们在这个里面看一下晚期转移公段有哪些设备啊？这个是我后面更新的一个啊，与前面有一些区别，就是这边加了一个留步节换热器，作为一个我们一个换热器设备设计的基础 啊，跟我前面这个图稍有不一样，稍有不一样，大家可以看一下，我们可以根据这个来先来连接，我们可以看这里面有哪些设备。在制作之前我们先搭钢结构啊，搭钢结构这个是我们在车间三维设计里面去做钢结构，钢结构在哪？就是在这边， 我们看一下这边这个图纸是不是有问题？好看，我们就要选择这个三维管道的这个，不能选择这个 p i d 好，选择三维管道的这个窗口，他才会有选择这个建模的这个啊，有结构的这个工具好，我们根据他这个结构去给他做一个车间的设计 啊，在这设计之前，你不知道你这个要拉多长怎么办呢？那你就先放一个设备进来，你在这创建一个设备进来 啊，随便创建，你看里面是不是有一个换热器，那么你就加一个换热器。好，这边有一个载废器，对吧？也有个什么其它板式换热器，你随便做一个啊，一般用这个载废器看一下形状，一般换热器是圆形的， 好，用这个换热器，然后去给它创建。好，你大概就知道了这个车间应该做多大，不然你做这个换热器做的很大，但是你钢结构做的很小，那就有点不符合常理了，是吧？ 好，然后你再去做结构设计，第一个就是这个隔山，对吧？这个隔山的尺寸呢？啊，大家可以按照自己的需求去修改啊，一般的话大家先创建一下，看这隔山有多大，这个隔山应该没什么大问题啊， 然后我们去给它修改一下，双击或者在这编辑结构，然后我们把它这个换成正值啊 啊，然后我们打开这个隔山，我先把这个删掉，打开隔山，按照它里面的需求去输入，这个问题是不大的。它这个平台名称，这个零是一五零，三百就是它的一个高度嘛，就是一个平台的 啊，名称也就是一个高度名称，我们创建看一下，是不是我们在这个 正前方可以看到它的高度，分别是零、一五零和三百，所以就是说我们这个平台分别就是零，就是水平面，然后一五零就是 他的高度就是一米五，然后在第三层高度就是三米，我一般就是设置这样的三层，然后我们需要多几个和山，让他看起来比较的呃，可以放得下设备，因为这个结构有点小，所以我们在这边就是直接进行复制，可以进行复制粘贴的， 然后在建模里面我们进行一个复制，从左边这个角移动到右边这个角，再移动 大概有一个这样的位置，大家可以看一下前面好，这个呢，我们再给它复制，从左边这个角 好到右边这个角，这样就是一个简单的一个车间的模型，有这个模型呢，我们一托于这个模型去给它做设计， 大概问题就不是很大，要去看结构，当然这个模型是根据你厂区车间的距离是去确定的，我这边只是确定了一个大概的位置，保证他每个设备都能放得下，而且不会特别挤 好，这个从左往右就是第一个就是做啊钢结构的一个设计，钢结构的话我们选择杆件，然后从左上往下去拉一下，大家稍微容易拉到后面这个 好，这个你可以去选择复制粘贴，也可以去选择一个一个在这拉，这个你可以选择去复制粘贴复制，也可以选择某一每一个从这往上拉。钢结构嘛，就是竖的这个柱子 也可以选择去这，然后在这复制， 复制的话从底下这个一定是中心这个点就是至于对齐方式嘛，是每个人都不一样的，你也可以选择去左边对齐 好，然后前面我们也需要，基本上就是在柱子中间这边来一个，但是中间就标过去了，就是中间这些不需要做钢结构的一个设计好， 还有这个位置这边是中间做了一个，然后我们再去看一下，拖动好，这边就是做了一个立柱的钢结构的一个设计，当然我们还需要横着的钢结构设计，那我们就用改键把左边这个 去给他拉到右边水平位置，拉到右边的这个点，好，这个就是一个数值的一个钢结构，然后再往这边拉 好，再往这边走，再往这边 好，这个就是一个数字钢结构。然后我们要开始做呃，平板的设计啊，在平板设计，你看这个交接触它可能会阻挡我们的杆这个的钢结构的一个布置，所以我们先可以把它给隐藏一下 隔离，然后这个隐藏对象我们才先隐藏一下，避免这个我们看不清楚，能看清楚的话你可以不用隐藏。 能看清楚啊，就是四个角需要隐藏一下就可以了。四个角 好，然后还有这个隐藏一下，不然拉平板的时候可能会看不清楚， 嗯，没什么问题。然后我们去选择平板，平板的话就是材质，平板还有什么材质代码这些厚度啊什么的，我觉得没什么具体的要求，如果你有有具体要求，那我们就去修改，然后以及这个 对阵是在中部，顶部还是在底部都可以去选择。好吧？然后我们这边是建，建的是矩形，如果你要建其他的线段也可以，建矩形的话就比较简单，我们选择这边的一个对角， 然后再选择这边的一个对角。好，这个就是第二层的一个平板，当然底部是不需要平板，再做第三层的平板继续创建就可以了。 好，这第三层的平板，然后呢我们怎么办？去把它隔离，在刚刚结束对象隔离。好，我们这个结构和平板就都有了， 有了之后呢？然后我们就开始做这个楼梯。

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大家好，我是讲介入式的高博士，这节课呢，我们进入第九章的最后一节，介入式系统中的 pid， 我 们前面四个小节已经理解了 pid 的 原理啊，它分成 pi 和 d， 那 么我们的公式呢，是有时候是使用这种积分和微分啊，有时候又是使用这种求和 和这个求呃，它们的差值之后，相邻两侧的差值之后再除以一个 delta t 啊，作为它的积分项和微分项。那我们在单片机系统中，因为我们的这个系列课程啊，我们电机的控制器啊，我们是 g f 四零七的一个单片机系统。 那在这个里面，我们的呃 pid 控制算法是怎么实现的呢？我们这节课先简单的来引做来起个引子啊，然后后面的几个章节，我们陆续的会给大家演示如何在直流有刷电机中 呃，它的控制系统中啊，写入 pid 的 控制算法，实现它的什么电流环呀，速度环呀，位置环呀，双环呀，单环啊这些控制。 那么这一个小节呢，我们有以下几个学习目标啊，第一个呢，我们要理解离散系统和连续系统它的区别啊，特别是在 pid 控制这个方面的区别。 掌握 pid 算法的位置式和增量式。这个在上一节课最后一点时间里面，我给大家呃展示了它的这个呃积分微分的这种数学公式，还有那个什么增量式的 pid 控制公的数学公式 啊，在这一节课，我们要重点看看位置式和灯亮式它的表达以及它们的区别。要学会编辑具备抗饱和和输出线符功能的功能化代码啊，其实这个代码是很简单的啊，因为我们前面理解了这个道理，为什么 prd 这么流行，就是因为它简单，效果也还行 啊，所以说这些年啊，经久不衰。然后我们还要理解了解这个参数整定的方法，为什么呢？因为我们通过演示案例可以看出来， k p， k i， k d 啊，这三个参数取值不一样，那么我们 pid 控制的 呃效果啊，这也是天差地别的，所以说我们怎么样为我们的受控系统呃整出一套适合它的，呃，这种参数我们需要有一些方法啊，有一些可以实施的这些方法来指导我们去做。 那么呃，对于离散化处理来说呢，我们像学 atm 三二的时候，我们知道里面有什么 a、 d， c 啊， d， c 啊，哎，我们在第八章讲 电机的状态监控的时候，我们也知道啊，也需要用 a、 b、 c 来对电机的一些状态进行一个呃裁样，但是状态进行裁样的时候呢，我们不可能是 无限小，无限间、小间隔时间的，它总是有一个间隔时间的啊，就是说我们 这里如果是一个时间 t 的 话，那我无论采样的频率有多高，那么单次两个相邻的单次采样之间，他之间总是有一个时间间隔的啊，即为单是 t 的 话，他总是有个这个东西， 也就是说呢，我们数学上啊，我们在进行数学公式抽象的时候，你看他从零到呃 t 啊，什么什么这个这个 e 套，什么 d 套啊？这种积分，哎，这种积分和我们的这个 d、 e、 t、 dt 的 这种微分，它是一种连续的，和我们这里的这个单片机世界的这种离散呀，它是有一些矛盾的，那它不是说矛盾，它是有一些不一样的。那怎么办呢？啊？我们计算机无法理解连续积分和微分啊，那么只能每隔 一段时间啊，假设采用周期是 t 啊，它们间隔之间，那么这个间隔就是 t 啊。那读取一次传感器数据，那怎么办呢？啊？我们呢就可以呢，用历史误差的累加核，你好比说我们在这里啊， 当然你采用出来的并不是误差，采用回来的是它的实际的。好比说我们用位控制它的位置的话，那么你就是实际的位置，那实际的位置和目标位置， 然后我们怎么样啊？然后我们求差值啊，求他们之间的差值，我们就可以得到。什么得到的就是 e t 啊，这个时候呢？当然我们是用。呃，如果说我们要对这个 e t 进行积分的话，那你就从你采用开始的那一刻到当前的时刻，对采用的这个值和目标值之间的差进行求和， 求和来去怎么样？那可以说我们是用求和，呃，不是这个和啊，是这个和求和来近似积分 啊，这个可以可以很好理解，是吧？因为你积分本身你和你也是一种一种类似的求和运算，是吧？就好比说我们这里积分得到的是它的这个面积，实际上我们就是对这个值无限要划分啊，这样来给它进行求和的啊，看成一个一个小的这个 矩形啊，再用底乘以高来算它的面积，然后呃，累加起来就近似是下面的这个曲线的面积，那反过来我们用这些 这些玩意来近似它不就行了？我们以前理解积分的时候，我们是用这个玩意来近似积分，那我们正实际应用的时候，我们就不是用这种积分的啊？我们确实就是用这种求和，对于离散系统里面， 对吧？而这个时钟呢？时钟，你很多时候我们就是说那个，呃，我们的单频机系统里面有时钟线呀，有定时器啊，有什么的啊？好比说我们可以在定时中段里面啊，就 每一个定时中段进入定时中段的时候，我们来采用这个也是可以的。那微分相呢？微分相就是它的变化率啊，那它的变化率的话，那好比说一条直线，那么从这一个点到这一个点它的变化率是多少呢？我用这一个点减去这一个点的值 啊，减去这个点的值，再除以这个什么？再除以这个时间呗，再除以这个时间，这，这个是 t 吗？啊？这个是它的这个，呃，产量值吗？啊？好比说是位置的话呢？这个就是位置，就是距离吗？ 对吧？或者说是角度嘛？啊？总之呢，我们就可以在相邻两次采样之间，我们用用这个来，或者你你要害怕这个相邻两次采样不是很稳定，那你可以怎么样把这个采样的周期给它拉小一点，然后你用几次采样， 然后再想办法进行这个均值滤波，当然你这个间隔求求为分的间隔就更长了，比你的对比你这个所能够承受的啊，所能够负担得起的啊，最小间隔要长了很多，但是相对来说里面的一些造成干扰 啊，一些这个就可能会被抑制掉啊，所以说呢，我们如果说用求和来禁止积分，用这个两次彩样间的误差变化来禁止这个微分的话，那么我们也得到的是一个这种呃离散的 pid 控制公式。当然这个网页我们知道啊，上一节课我们最后知道它是一个什么， 是一个位置式的啊，不是一个灯亮式的，它们有什么区别呢？我这里用一个表格大概的总结了一下 计算结果来说呢，我们这个位置式的 prd 呢，它是一个全量输出啊，就好比说我们想要想要让呃电机转动到同转动到某一个角度啊，并不是从它的什么角度，反正就是转转动啊，转动多少多少角度， 对吧？那么这个时候我们就用位置控制啊，他这个全量输出需从零开始里加。嗯，逻辑直观，带记忆功能啊，容易，但是他容易产生积分饱和啊，这是啥意思呢？如果说我们这个电机啊，好比说他只能站到这里， 只能站到这里，他这是他的限度啊，你你可能在这个地方呃一直达不到他，那我们这个这个什么目标和实际的这个差值啊， 他就一直不等于零，一直不等于零啊，这个是一 k 啊，一直不等于零的话，随着 k 的 这个增加，我们这个求和就会越来越大，越来越大就积分饱和了嘛。啊，那就是容易成成以崩溃复位输出可能剧烈波动 啊，所以说在位置控制，在跺地角度，支杆位置这一支杆位置这一类的控制里面，我们使用这种位置是 p r d 的 时候，我们要注意积分保积分饱和现象，那这个时候怎么办呢 啊？待会我们会说啊。呃，还有一种呢是增量式增量输出呢，只关心当前变偏差的变化， 这个时候我们就要把当前的位置给他，嗯，这个产量回来他他无需里加误差啊。就是说我们从某一个地方到另外一个地方，我们是按当前的这个时间就是我，我就就好比说我那个， 呃，举个例子啊，我现实中的例子就好比说我从家里出发到火车站 啊，我要用位置设的话，我不管以前从哪里我都要回到家这个地方，然后到火车站，如果说我灯亮出发的时候我我就是到火车站，我从 这个是家啊，这个是火车站，那可能我当前在这个位置，那我就从当前位置直接去火车站，我不需要回到家里来再去火车站啊，这是增量式的啊，这样一个可以可以不需要这个误差累积啊，就没有误差累积 的这个回事啊。计算量小啊，但是他需要切换自动和手动的这个平滑。这个是什么回事？我们这节课不讲啊，我们后面碰到了再说啊，还有他的物理意义相对来说就抽象一些啊，我们理解起来就困难一点啊。这个就很好理解 啊，如果增量计算失效的话，输出通常保持在上一时刻，这个保持在上一时刻的这个事要比崩溃这个事要影响要恶劣的程度要小一些，是吧？ 啊？这个在电机的速度控制、变频器调速这个场景下我们经常会使用灯亮式的啊，那这里的这个上上一个 ppt 里面啊，上一页 ppt， 我 们说什么 说这个积分饱和啊，是限幅啊，为什么要限幅呢？就像 pwm 不 能超过百分之一百一样，电机驱动它是有物理极限的， 你超过他的物理极限，他达不到啊，或者说他就坏掉了，甚至啊，积分饱和现象啊，就举个例子，好比说我们的这个电机被卡死，那误差一直存在，你误差一直不为零，那么我们积分项就会疯狂的 长，长到无穷大，他有时如果时间到无穷大，他就会长到无穷大，那么导致电机脱困后依然失控猛冲， 这个有点很，这个后果还是有点可怕的，是吧？那么代码解决策略是什么呢？我们要输出对他的输出进行限幅啊，就是限他的最大幅度，然后对他积分 进行线符进行，嗯，抗饱和的线符，那代码该怎么写啊？这里是一个一段比较简单的代码啊，你看，我们定了这个 pid 的 控制器，包括了它的这个三个参数，包括它的设定目标，包括它的误差，累积的一个记录的变量 啊，包括它的上一次的误差，包括它的输出上限，这个输出上限，我们就用这个输出上限来来对我们 pid 控制算法求得的结果啊，就是用这个 pid 控制算法求得的这个结果。 output 啊，在这个 output 输出和这个 out max 之间啊，让，让这两个值取一个，取一个最小值啊，在这两面取最小值。如果说 output 计算的结果啊，小于， 呃，这个 out max， 我 们就用 out max output 作为输出，如果 output 计算的大于它的最大限幅，我们就输出它的最大限幅啊，就是 这一段代码就做这个事，那这一段代码呢？就是做什么呢？就是位置式的这个 pid 控制啊，那这个积分饱和呢？在在这个计算，这个 计算这个输出啊，利用 pid 来计算输出的时候呢，我们对它的积分的结果，在这之前我们对这个积分结果，你看这是什么？用 out max 和我们这个 summer 啊，也进行了一个比较啊，如果说超过了的话，我们就做什么什么什么事，知道吧啊？ 呃，那就是这样的，当然这个地方我们写的还是有一点点，就是把这个 out max 和我们的这个 呃 output 的 max 进行给它混淆了一点，我们都用了这个 out max 啊，你如果严谨一点，你应该把这个输出上限和积分上限给它分开啊，应该把这个积分 上线，专门再搞一个积分上限啊，来区分开啊，用积分上限来限定这个积分的一个什么饱和啊，来抗积分饱和，用积分上限来抗积分饱和，这样才更合理，是吧？ 这个代码写的还有一点点不严谨啊，然后如果是增量式的话呢？增量式的你看差不多啊，稍微复杂一点，被位置式的又又稍微复杂了一点，我们把要要记录上一次的误差和上一次的误差， 然后，呃当前的实际输出量是什么样，它的输出上限是什么？输出下限又是什么，我们都给它限定好，然后在计算它的呃， pid 的 公式的时候，我们就用这个啊，这个时候我们计算的是输出的一个变化量，第二个 u， 它第二个 u 就是 这个啊， 呃，这个代码我相信大家能够看明白啊，我就不啰嗦了啊。还有最后一点要强调的是，我们这个三个参数的一个设置，有比较常用的有两个方法啊，一个就是试凑法。试凑法是什么意思呢？就是我 不怕麻烦啊，我们以时间换空间啊，就是多花点时间去挨个挨个的去试呗。啊，怎么试呢？我们先按纯比例积分从小到大增加这个 kb， 直到系统出现明显的震荡的时候， 我们就把这个 k p 减小。减小到什么？减小到它明显出现震荡的零点六倍百分之六十啊，用，用这一个零点六乘以 k p。 呃，零件震荡的啊，震荡的时候明显震荡 好，然后用这一个值作为新的 k p 值，到为 k p 值以后，我们再怎么样缓慢地增加 k i， 消除静态误差，目标是让系统能够稳定在稳定地停在设定点啊，如果系统反应太激进，有超调，那就加入 k d， 加入 k d， 加入 k d， 也逐步逐步增加呗。啊，总之呢，我们 p 是 决定快慢的， r 是 负责精准的， d 是 负责平稳的啊，就举个例子，就好比说你调餐就像调淋浴的水温啊，如果特别是你的水龙头不好用的时候，你调起来还挺挺需要技巧的嘞， 让你一个出水变的温度很适合你洗澡用啊，那么 p 呢，就要猛拧龙头， i 呢，就根据温差进行一个微调， d 呢，就是看到水温变化太快，提前关小一点啊，这个是预判， 可以理解是吧？啊，还有一种呢，这叫做临界震荡法。临界震荡法呢，相对于施策法来说就显得更更加具有可操作性啊，这是怎么办呢？我们仅保留 k p 系统增加到产生等幅震荡，这个等幅震荡是什么呢？ 嗯，非等幅衰减，还有非等幅发散啊，这个波动越来越小，最后平稳，波动越来越大，最后失控啊，这，这两种当然都不都不太好，是吧？那么我们就做到这种情况下， 这个，这个还还好啊，这个还好，这个就非常的可怕了。那么我们做到什么情况下呢？做到系统像钟摆一样，还可以横定的频率和幅度在目标值上下摆动。这个不太容易啊，但是这是他的第一步啊，这是他的第一步啊，我们想办法达到这个目标 啊，就是近似于等波震荡也可以的啊，和我们施策法的第一步有点类似啊，然后记录此时的 ku 和 tu 啊，就是我们的临界的增益 ku 和这个震荡周期 tu。 这个时候呢， 我们就套公式啊，用 k p 来等于什么？ k i 等于什么？ k d 等于什么啊？如果说控制效果好的话就罢了，如果控制效果一般的话，我们在在分别在在这个基础上进行一个微调啊， 那么我们怎么样来判断它是不是？嗯，进到等幅正荡了呢？这里有三种状态啊，在电机调整的时候，你看这个还是挺吃经验的，是吧？ 啊，你，你是老手调的多啊，你就容易搞出来，新手的话就要多花点时间啊。嗯，必须现服，否则的话 k p 太给的太大，电机可能会瞬间高度飞出或导致过流。烧毁驱动板。一个驱动板少得几十啊，多得几千 上万啊，那，那一下子烧坏了，那就，那你肯定要烧坏几百个板子才能调到合适的 参数，这个有点，有点，有点，成本有点高啊。好，那这那除此之外呢，我们还有一些工具啊，可以供我们使用啊，就是像，呃，串口格式化的工具啊，串口格式化工具，像这一个啊，这一个啊，这个开源的， 呃，也有免费的，你可以去网上搜一下啊， pid 常用的。呃，开源免费的调试工具有哪些啊？有很多热心的网友进行了总结啊， 还有一个自整链算法，还有仿真软件。对于我们学电机啊，特别是想进深一步做一些电机的高明的算法的话，那你 my lab 和 similink 啊， similink 是 matlab 的 一个 一个一个模块啊，一种工具啊，那这个时候它还是很重要的。嗯，现在用 python 加上 ai 来写仿真的软件也慢慢的流行起来了啊，大家也可以关注一下。好，这以上就是我们第九张 pid 原理的一个讲解。那当然这一张我们重点还是， 嗯，理解性质的啊，没有给大家做一些非常高深的数学推导。那么下一张开始，我们又开始把我们的直流电机驱动板，电机控制板请回来啊，加上我们的这个显示屏啊，来做一些。 呃，这里有啥链接 pid 控制的案例啊，跟大家一起来读代码。好吧，本章就到这里了，朋友们再见！

前面的视频咱们分享了电机、舵机以及灯光的基础控制和远程控制。这期视频咱们分享一下桌面平衡小车的 trd 算法的编程和控制。 在开始之前，先简单聊一下 pid。 数学是一切学科的基础，而 pid 正是数学比例预算和微积分预算在现实中的具象化应用。 pid 的 诞生是工业和科技领域当之无愧的里程碑， 他让工业控制从经验摸索跃迁到数学量化、流水线自动化、高端精密制造、火箭姿态控制以及机器人行走系统。但凡需要精准控制的领域，都离不开 prd 的 支撑，离不开数学运算的底层赋能。 现在我们用一杯奶茶钱组装一个两轮小车，用它来直观的展示 pid 控制的风采和魅力。主控是不到二十的 esp 三二开发板 加两只编码器，小马达驱动用 tb 六六幺二 fng， 角度传感器用 mpu 六零五零。 pid 控制程序用中文编程软件米斯奇编译烧录。 老规矩，在编程之前，咱们先简单过一下电路，这个线有点多，咱们就用示意图来看一下电路连接。这里首先要说的是角度传感器 m p u 六零五零， 它和上位机，也就是 esp 三二开发版的通信协议是阿方 c， 由时钟线 scl 和数据线 sda 两个引角与 esp 三二之间进行双办公通信。 这里要注意的是 esp 三二硬件阿方 c 总线零的默认引脚是二十一和二十二，二十一数据线对应连接 sda， 二十二时钟线对应连接 scl， 这是硬件默认引脚，接上线就可稳定通信。 后面编程的时候不需要我们再额外配置引脚硬设，再给 mpu 六零五零接上三点三伏或者五伏的供电，角度传感器的接线工作就全部完成。 下面我们给两个编码器配置四个中断引脚，向 esp 三二反馈电机的转速和方向，左右两个编码器的 ab 向分别连接 esp 三二的十八、十九二十三五号引脚， 这样 esp 三二开发板接收数据的引脚就配置完了。下面我们配置发送控制指令的引脚。 tb 六六幺二的驱动逻辑是一路 pwm 信号控制电机的转速，两路数字信号用高低电瓶的组合来控制电机的转向和刹车状态。 三个信号引脚为一组控制一个电机，有 ab 两组控制两个电机。信号来源是我们的 esp 三二开发板，十三三十二引脚输出两路 pwm 信号，十二、十四、二十五二十六输出四路数字信号， 外加二十七号引脚输出一路数字信号，作为 tb 六六幺二的使能信号。高电瓶正常工作，低电瓶待机无输出。 a o 一 到 b o 二四个引脚为功率输出引脚。接电机线 编码器需要一个三点三伏或者五伏的逻辑供电， t b 六六幺二 f n g 需要一个三点三伏或者五伏的逻辑供电，加上一个十二伏的动力供电。 esp 三二开发板微印引角接一个五伏的逻辑供电， 这样电路就连接完成了。最后要确认一下 esp 三二开发板 tb 六六幺二 fng、 mpu 六零五零两个编码器，电机以及电池之间要处于共地状态，也就是他们的真地引脚要联通 电路连接完，下面我们打开米斯奇进行编程。

各位工程师大家好，今天为大家介绍一 p 三 d 数字化 pid 与一致性设计 课程分为两个部分，第一个部分是通过 ppt 介绍高家为什么叫开发数字化 pid 与一次性设计的功能。 那么接下来第二部分就是软件的实际操作。 回顾高价软件在国内推广的三年多的历程， ep 三 d 获得了大型工程项目的应用检验，如跨国项目，老挝的一百一百万吨炼油工程， 伊朗的小房披拉脚项目，大概是一千条的中年管线啊，我们新疆油田的这个战场项目，大家我们做了几十个啊，五六十个 呃，并且在医药项目上，我们是呃实现了多专业协同的尝试啊， 全专业的模型工艺管道部分就有一万两千条管线。 ep 三 d 通过这样的实际应用，提升了产品在设计上的形象化，比如智能的尺寸定位，比如路灯啊，然后嗯， 形象化的建筑啊，道路啊，并且做了呃工艺安装深化设计的深化工作，比如图中的跨路管， 我们在这的设计可以通过呃成品跨路管，成品啊设计一设置一个长度，就可把可以把它的材料 全部统计出来。那么在工艺方面，我们对夹套管进行了精细化的建模，并可以参与材料统计，做了法兰馆的深化设计， 并且我们针对仪表游戏是测量仪表，我们做了深入的分类，针对每一种仪表进行了精心化的建模。 我的我们的模型当中也融入了罗舍罗姆的形象化设计， 由于涉及到多专业，所以我们针对不同专业的元气件做 了标准数据的开发和三维外形的开发，并且能够实现出土，自动出土，但是我们依然无法避免， 比如跟 red 这样的建筑专业啊，他们的设计成果在合模的时候啊，我们由于我们不是 嗯多专业的实时设计，所以在后期的合膜过程当中还会有大量的修改， 并且在有些陆游的考虑上也并不周全， 还可以看到还存在大量的材料浪费情况。所以在 如何完善或者更好的晚，更好的避免这些设计问题的路上，我们还有很长的 工，很多的工作需要，需需要去完善，那么一比三地在俏装上实现了多专业协同的技技术方案落地啊，途中可以看出，在 电器专业啊，我们做了相应的灯具啊，最终都落地到了相应的位置 啊，点击相贵好，所以只有这样的设计在制造厂制造的时候， 问题才会在设计阶段被消除，并且我们对整个装置的汉口进行了统计啊，可以实现对后期工作量的一个预估。 那么未来我们想推进的就是数字化一致性的设计， 我们想推进这样的设计方式是面向大中型工程的模式进行，向他们进行靠拢，他们的管理模式啊和设计模式 都是基于全流程，多专业和数字化来进行的，因此我们开发了 pid， 而且是可以支持数字化交付的 pid， 那么我们的 pid 不是 在设计最后提交一个，仅提交一个完善的结果，而是在设计初期，项目设计初期，我们就伴随着数字化移交标准进行配置， 配置好了以后呢，在设计过程当中，我们就采用数字化的方式， 那么是规则规范驱动工艺设计， 并且将站位设计，也就是协同工作啊，纳入到设计速度 设计的重要部分，最终由 pid 啊形成安装设计，并且保持数据的一致性。 那么数字化 pid 数据的部分，我们融入了 wbs 和 pbs 两套结构体系，那么 pbs 就是食物分解， 也就是工厂里有什么内容，那么按工作分解就是有哪些单位来参与这样的一个系统的设计， 最后我们能够输出相应的报表， 这是我们以数字化驱动 来做的偏离，可以看到可以通过各个放四角的点来放大缩小模型啊，拥有各个区域装置的属性， 并且这些属性可以参与到自动编号的规则里边来。 好，这是一个编号，编号规则都是自动生成的，并且可以自动进行增量， 我们 还吸收了 paperon 这样一种概念啊，那么使得在化管线的效率上啊，包括一致性设计上，属性的传递上，效率能够有大大的提升 啊，这是原件的定位，这是中石化油田地面工程的属性要求，同时我们支持外部 excel 的导入和引用， 那么这是阀门的啊，因此现在的 tid 设计和配管设计，我们是首先是几乎完全贴近于我们的化工和湿化的设计规范要求， 那么其次通过这个规范要求细化到数字化移交的程度 啊，现在是定位查找啊，那么找到相应的数字化 属性的这些设备，我们可以通过呃计量完善的方式来把来对属性进行修改 啊，这发 门还有仪表，那么我们想希望在我们使用数字化工具的同时，尽量的不降低设计人员的设计效率，不增加设计人员的工作量。 那么这是我们的非智能符号的提取啊，我们可以把非智能的 pid 符号直接提取到我们的数据 pid 智能数据库里。 在这我们想提一点，什么叫智能 pid， 智能 pid 其实简而言之来说就是带数据的，那么为什么我们的数据啊往往都不被认可呢 啊，主要是因为下游端的数字化的移交的平台都是 sp 三 d 或者说啊啊维瓦这样的大型的平台啊，那么这些平台他肯定兼容自己的格式。而随着国内平台商的 不断发展，像护士科技，打美胜，随通在石化行业获得了更多的 业主的认可，那么我们的数据也同样会得到认可，像我们跟护士科技的数据是无缝对接的， 跟随通和打美胜都可以进通过文件进行对接，这些在九江石化，在 安庆石化的这个呃镇镇海炼化多个项目上都获得了验证啊，现在这就是我们的徒力符号啊，加入到我们徒力库里。 最后我们通过标准的 pid 来驱动配管设计，实现与拍平行集成，实现一致性设计与一致性检查， 那么一致性检查的功能现在还正在开发当中啊，那么一致性设计我们已经可以通过，并且支持多窗口进行操作。那么接下来 为大家在此再展展示一下具体的天地数字化设计的软件操作。

共同行注意了，还在此科 p i d。 调试调半天毫无头绪，参数乱萌碰巧能用，原理一窍不通，全网 p i d 教程全是烂大街，口诀照搬，现场直接翻车！今天彻底打破误区， 十打十拿西门子二零零 s m a。 二 t 底层算法开刀零基础，小白也能秒懂 p i d。 核心逻辑，不用高数，小学学历就能吃透， 看完直接摆脱瞎吊乱象！ hello 各位深耕功课的老师傅，新手朋友们，咱们日常调试设备 pid 绝对是绕不开的重中之重，可绝大多数人调试 pid 全靠网熬几个小时反复改参数， 调的头秃也达不到理想效果。灵儿随手填一组参数居然正常运行，调完自己都稀里糊涂，完全摸不透其中门道。网上五花八门的 pid 教学满天飞，通篇都是老旧调试口诀经验话术，根本不讲内在原理，各行各业现场工况差距极大， 别人能用的调试方法放到咱们自己设备上根本行不通，实操直接失灵！今天不讲空话，不灌鸡汤， 专门对标西门子 s t 二零零 s m a r t 云装 pid 算法，深挖底层运行逻辑，清清楚楚告诉大家每一项参数究竟如何左右设备输出。大家千万别看见公式就泛难退缩。 我把复杂算法全部通俗拆解，全程没有难懂专业术语，更不用钻研高等数学，我自己都搞不懂高深公式，保证所有人听懂学会。接下来正式进入干货正题， 这套就是西门子两百 smart 专用 pid 算法公式，第一眼看着复杂难懂，大家别慌，马上精简简化！首先我们要知道， plc 不是 连续运算，是固定采样周期分本批量计算 pid， 我 们平时看到的复杂 pid 高数公式 p、 r、 c 根本不会用 它，全部简化成离散式循环计算，一遍一遍重复算。因此可以简化在任何采样时间都必须求解的方程。 最终输出等于比例项，加积分项加微分项。归根结底就一句话，每个采用周期算一次 p、 i、 d 数值，算出结果直接输出，周而复始，稳定运行。下面咱们逐个拆解讲解。先讲使用率最高、最基础的比例 p 比例项计算公式特别好理解，简化离散公式如下， 比例项等于比例增一成，设定值减实际反馈值。从公式就可以看出，设备实际运行数值和我们设定的目标数值偏差越大，比例调节的驱动力度就越强， 偏差越小，调节力度随之减弱。只要设备运行状态偏离设定标准，比例调节瞬间响应，反应速度超快，现场调试比例增益的门道也很简单，比例参数设置偏小，调节力度软弱无力，设备反应拖沓迟缓，不管是升温升压还是转速，调节 进度越慢，迟迟达不到一定数值。一旦比例增益调得过大，调节力度直接拉满，动作过激过猛，瞬间冲破设定目标值，出现严重超调现象。 随后设备持续来回波动，频繁震荡抖动，运行状态极不稳定。我之前用 x o 制作了恒温热水壶 pid 仿真模拟器，下面给大家模拟一下，直观就能看出差别。我们先看一下比例增益设定较小时， 水温上升缓慢，很难达到设定值，下面我们将比例增益改大一点，可以看到很明显水温上升速度变快了，我们再将比例增益设大，可以看见出现了严重的超调震荡。好的， 下面我们将比例增益调回刚才比较好的值。大家有没有发现什么问题？屁值偏小， 加热功率缓慢上升，升温效率极低。 p 值偏大，温度上下疯狂跳动，压根无法稳定控制。讲到这里，相信大家都发现了致命问题，单纯依靠比例 p 进行调节，无论怎么精细微调，设备永远无法精准贴合设定值，始终存在微小差值。 这就是公共行业人人头疼的净差，也就是静态误差。很多人只知道单用 p 调节会产生净差， 却始终搞不懂竟差形成的根本原因。今天用生活话例子骑自行车爬坡。一句话讲明白，我们把顺利骑到山顶平稳停下 比作 p i d。 调试的目标设定值，自行车自身重量、路面行驶阻力对应工业设备运行自带的负载阻力。 而我们调试的比例屁，就等同于骑行时脚踩踏板的发力大小，单纯只用比例调节，存在天生缺陷。骑行发力大小完全由和山顶的距离远近决定距离目标越远，偏差越大，骑行发力越足。 不断靠近目标，偏差持续缩小，发力力度自然减弱。划重点，核心精髓来了！当自行车刚好抵达山顶， 设定值与实际值毫无偏差，差值直接归零，按照比例调节运行逻辑，偏差消失，调节发力瞬间直接清零发力一旦消失，自行车受重力影响，立刻向后溜车，对应工业设备运行状态，就是 实际数值追平设定数值比例调节输出直接归零，设备抵挡不住负荷阻力，迅速回落，根本无法稳定保持目标状态。 想要稳住车身不留车稳稳停在山顶，就必须持续保持轻微发力，用来抵消向后滑行的阻力。可只要持续保持发力，力度就一定会留存距离偏差，最终车辆只能停在距离山顶一小段距离的位置，勉强维持平衡。 这始终无法消除的微小差值，就是咱们调试过程中最难解决的净差。一句话总结精髓，只靠比例 p 做调节，没有偏差就没有调节力度。想要维持调节力度，就必定存在偏差， 天生自带净差缺陷，永远无法精准锁定目标数值。那么问题来了，现场实操如何彻底根除顽固净差？ 答案就是搭配积分 i 协调积分 i 的 作用。大家这样记，悄悄持续补充调节力度，哪怕实际数值和设定值只存在一丝细微差距， 积分功能也会不间断累加调节动力，循序渐进推着设备精准抵达目标数值。 等设备稳定达到设定标准后，积分还能牢牢稳住输出力度，完美抵消设备运行负债阻力，彻底杜绝数值回落状态下滑的情况。本期内容全面吃透比例屁原理与净差成因， 下期深度精讲积分 i 的 作用原理、实操调试技巧以及避坑要点。想要系统学全整套 p i d 调试干货，从底层原理到现场实操，一站式掌握，抓紧点赞关注不跑偏，下期硬核干货准时开讲！

家人们谁懂啊？你精心设计的二 d ip 形象还在躺平吃灰，明明颜值爆表，却只能当静态插画，现在立刻停止浪费！三秒解锁二 d 转三 d 魔法，让你的 ip 从平面跳出来！立体质感直接封神，新手也能零门槛拿捏！ 这波操作再不学真的亏大了！话不多说，上教程！首先在 ps 插件 start 二， 找到 banana 修图这里导入一下，在这输入转立体三 d 渲染效果，最后点击生成立体三 d p 形象就出来了。甲方看了狂打钱， 粉丝追着要周边，赶紧码住，跟着练，几分钟就能让你的二 d i p 变身超吸睛！三 d 形象不管是接商、单做周边还是涨粉，都超实用！学会这招，直接甩开同行，快动手试试成品记得来交作业！

老板扔来一个 ip， 要三 d， 还要 ip 延展，那我只能用它了。将素材直接拖进来，告诉他把二 d 平面图转成三 d 渲染图，选择图像生成，再选择性能最强的 f 三模型。 ok， 发送 这可爱的三 d 效果就搞好了，配色效果一绝。再告诉他生成三式图，从左到右依次排列来看看，这效果非常满意。最后粘贴上我测试好的提示词，选择适当的图片比例， 我们就可以得到一套完整的 ip 延展。徽章、钥匙扣、袜子等等都有，各种动作也非常 nice。 这谁看了不想买啊，下班关机！