1、什么是什么是PIDPID—一種通俗易懂的講解一種通俗易懂的講解PID通俗易懂講解作者：風(fēng)中的歌最近從網(wǎng)上看到了一種對(duì)PID的解釋，比較通俗易懂，也好記住，經(jīng)過自己的整理后說明如下?？刂颇Ｐ停耗憧刂埔粋€(gè)人讓他以PID控制的方式走110步后停下。（1）P比例控制，就是讓他走110步，他按照一定的步伐走到一百零幾步（如108步）或100多步（如112步）就停了。說明：P比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)

2、僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steadystateerr）。（2）PI積分控制，就是他按照一定的步伐走到112步然后回頭接著走，走到108步位置時(shí)，然后又回頭向110步位置走。在110步位置處來回晃幾次，最后停在110步的位置。說明：在積分I控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（SystemwithSteadystate

3、Err）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例積分（PI）控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。（3）PD微分控制，就是他按照一定的步伐走到一百零幾步后，再慢慢地向110步的位置靠近，如果最后能精確停在110步的位置，就是無靜差控制；如果停在11

4、0步附近（如109步或111步位置），就是有靜差控制。說明：在微分控制D中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)，其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例P”項(xiàng)往往是

5、不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)。這樣，具有比例微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例P微分D（PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。小云接到這樣一個(gè)任務(wù)：一個(gè)水缸有點(diǎn)漏水(而且漏水的速度還不是固定不變的)，要求水面高度維持在某個(gè)位置，一旦發(fā)現(xiàn)水面高度低于要求位置，就要往水缸里加

6、水。小云接到任務(wù)后就一直守在水缸旁邊，時(shí)間長就覺得無聊，就跑到房里看小說了，開始每30分鐘來檢查一次水面高度。結(jié)果水漏得太快，每次小云來檢查時(shí)，水都快漏完了，離要求的高度相差很遠(yuǎn)，后來小云改為每3分鐘來檢查一次，結(jié)果每次來水都沒怎么漏，不需要加水，來得太頻繁做的是無用功。幾次試驗(yàn)后，他確定每10分鐘來檢查一次。這個(gè)檢查時(shí)間就稱為采樣周期。開始小云用勺子加水，水龍頭離水缸有十幾米遠(yuǎn)的距離，經(jīng)常要跑好幾趟才加夠水，于是小云又改為用桶加，一加

7、就是一桶，跑的次數(shù)少了，加水的速度也快了，但好幾次將缸給加溢出了，小云又動(dòng)腦筋，我不用瓢也不用桶，最后選擇可用盆，幾次下來，發(fā)現(xiàn)剛剛好，不用跑太多次，也不會(huì)讓水溢出。這個(gè)加水工具的大小就稱為比例系數(shù)。小云又發(fā)現(xiàn)水雖然不會(huì)加過量溢出了，有時(shí)會(huì)高過要求位置比較多，還是有溢出的可能。于是他又想了個(gè)辦法，在水缸上裝一個(gè)漏斗，每次加水不直接倒進(jìn)水缸，而是倒進(jìn)漏斗讓它慢慢加。這樣溢出的問題解決了，但加水的速度又慢了，有時(shí)還趕不上漏水的速度。于是他試

8、著變換不同大小口徑的漏斗來控制加水的速度，最終找到了滿意的漏斗。漏斗的時(shí)間就稱為積分時(shí)間。小云終于喘了一口氣，但任務(wù)的要求突然嚴(yán)格了，水位控制的及時(shí)性要求大大提高，一旦水位過低，必須立即將水加到要求位置，而且不能高出太多，否則不給工錢。小云又為難了！于是他又開動(dòng)腦筋，終于讓它想到一個(gè)辦法，常放一盆備用水在旁邊，一發(fā)現(xiàn)水位低了，不經(jīng)過漏斗就是一盆水下去，這樣及時(shí)性是保證了，但水位有時(shí)會(huì)高很多。他又在要求水面位置上面一點(diǎn)將水缸鑿一孔，再接一