PID是工业生产中最常用的一种控制方式。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念，反馈理论的要素包括三个部分：测量、执行和比较。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。 PID（比例（proportion）、积分（integration）、微分（differentiation））控制器作为最早实用化的控制器已有近百年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。 PID控制器的三个最基本的参数：KP,Ki,KD。 P，I，D是三种不同的调节作用，既可以单独使用（P，I，D），也可以两个两个用（PI，PD），也可以三个一起用（PID）。 P就是比例的意思 需要控制的量，比如水温，有它现在的『当前值』，也有我们期望的『目标值』。 当两者差距不大时，就让加热器＂轻轻地＂加热一下。要是因为某些原因，温度降低了很多，就让加热器＂稍稍用力＂加热一下。 要是当前温度比目标温度低得多，就让加热器＂开足马力＂加热，尽快让水温到达目标附近。 这就是P的作用，跟开关控制方法相比，是不是＂温文尔雅＂了很多 实际写程序时，就让偏差（目标减去当前）与调节装置的＂调节力度＂，建立一个一次函数的关系，就可以实现最基本的＂比例＂控制了~ KP越大，调节作用越激进，KP调小会让调节作用更保守。 要是你正在制作一个平衡车，有了KP的作用，你会发现，平衡车在平衡角度附近来回＂狂抖＂，比较难稳住。D微分 刚才我们有了P的作用。你不难发现，只有P好像不能让平衡车站起来，水温也控制得晃晃悠悠，好像整个系统不是特别稳定，总是在＂抖动＂。 设想一个弹簧：现在在平衡位置上。拉它一下，然后松手。这时它会震荡起来。因为阻力很小，它可能会震荡很长时间，才会重新停在平衡位置。 请想象一下：要是把上图所示的系统浸没在水里，同样拉它一下 ：这种情况下，重新停在平衡位置的时间就短得多。 我们需要一个控制作用，让被控制的物理量的＂变化速度＂趋于0，即类似于＂阻尼＂的作用。 因为，当比较接近目标时，P的控制作用就比较小了。越接近目标，P的作用越温柔。有很多内在的或者外部的因素，使控制量发生小范围的摆动。D的作用就是让物理量的速度趋于0， 只要什么时候，这个量具有了速度，D就向相反的方向用力，尽力刹住这个变化。 kD参数越大，向速度相反方向刹车的力道就越强。I积分 以热水为例。假如有个人把我们的加热装置带到了非常冷的地方，开始烧水了。需要烧到50℃。 在P的作用下，水温慢慢升高。直到升高到45℃时，他发现了一个不好的事情：天气太冷，水散热的速度，和P控制的加热的速度相等了。 这可怎么办？P想：我和目标已经很近了，只需要轻轻加热就可以了。D想：加热和散热相等，温度没有波动，我好像不用调整什么。 于是，水温永远地停留在45℃，永远到不了50℃。 作为一个人，根据常识，我们知道，应该进一步增加加热的功率。可是增加多少该如何计算呢？ 设置一个积分量。只要偏差存在，就不断地对偏差进行积分（累加），并反应在调节力度上。 这样一来，即使45℃和50℃相差不太大，但是随着时间的推移，只要没达到目标温度，这个积分量就不断增加。 系统就会慢慢意识到：还没有到达目标温度，该增加功率啦！ 到了目标温度后，假设温度没有波动，积分值就不会再变动。这时，加热功率仍然等于散热功率。但是，温度是稳稳的50℃。 Ki的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显。 所以，I的作用就是，减小静态情况下的误差，让受控物理量尽可能接近目标值。 I在使用时还有个问题：需要设定积分限制。防止在刚开始加热时，就把积分量积得太大，难以控制。PID常用口诀： 参数整定找最佳，从小到大顺序查 先是比例后积分，最后再把微分加 曲线振荡很频繁，比例度盘要放大 PID调节仪 曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢，积分时间往下降 曲线波动周期长，积分时间再加长 曲线振荡频率快，先把微分降下来 动差大来波动慢。微分时间应加长 理想曲线两个波，前高后低4比1 一看二调多分析，调节质量不会低
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