什么是PID控制
pid的控制原理
pid的控制原理
PID（Proportional Integral Derivative）控制器，是一种广泛应用于自动化控制及调节的控制器。它采用由比例、积分和微分三部分组成的控制算法来调节控制系统中的输出，从而实现控制系统的稳定、精度和追踪能力。
一、PID控制器的基本结构
PID控制器通常由输入信号、比例控制、积分控制、微分控制、输出信号以及误差信号等六个部分组成。
输入信号：PID控制器的输入信号通常是指来自被控对象的反馈信号，它用于告诉控制器当前实际的状态。
比例控制：比例控制是PID控制的基础，它根据误差信号来产生一个与误差成正比的输出信号。这个输出信号通常用一个比例系数Kp 乘以误差信号，即比例制动器的输出值为：P=Kp*e(t)。
积分控制：积分控制的作用是消除系统存在的静态误差，也就是会积累误差的部分。积分控制将误差信号在一段时间内积分，得到系统的偏差，乘以积分系数Ki，即为积分控制器的输出信号：
I=Ki*∫e(t)dt。
微分控制：微分控制的作用是对控制系统进行稳定化，消除控制过程中的过冲现象或者震荡。微分控制会根据误差信号的变化率来计算输出量，并通过微分系数Kd来控制输出信号的大小，即：D=Kd*（de(t)/dt）。
输出信号：输出信号是PID控制器对被控对象的控制信号，它是由比例、积分和微分控制的输出信号组合而成的，通常为PID输出信号= P + I +D。
误差信号：误差信号是指实际值与目标值之间的差异，也就是在控制过程中需要被调节的量。
二、PID控制器的调节过程
PID控制器的调节过程通常可以分为两个阶段：初始化和调节。
PID控制的原理和特点
PID控制的原理和特点
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制
的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它
技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为
方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合
用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例（P）控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系
统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
积分（I）控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳
态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着
时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的
输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后
无稳态误差。
pid控制的基本原理及其应用
PID控制的基本原理及其应用
1. 概述
PID控制（Proportional-Integral-Derivative Control），即比例-积分-微分控制，是一种常用的闭环控制算法。它基于系统的测量值与给定值之间的差异来调整控制量，使系统输出更接近给定值。PID控制是工业自动化领域中最常见和最基础的控
制算法之一，广泛应用于温度、压力、流量和位置等控制系统中。
2. 基本原理
PID控制器的核心是三个部分，即比例控制、积分控制和微分控制。下面分别
介绍这三个部分的基本原理：
2.1 比例控制
比例控制器通过将系统测量值与给定值的差异进行线性放大，生成一个输出量，用于调整控制量。其数学表达式为:
P = Kp * e(t)
其中，P为比例控制的输出量，Kp为比例增益系数，e(t)为系统测量值与给定
值的差异。比例控制的作用是根据差异的大小直接调整控制量，但由于没有考虑到系统过去的变化历史，可能出现超调或震荡。
2.2 积分控制
积分控制器通过累积系统测量值与给定值之间的差异，并乘以一个增益系数，
生成一个输出量，用于补偿系统的稳态误差。其数学表达式为:
I = Ki * ∫e(t)dt
其中，I为积分控制的输出量，Ki为积分增益系数，∫e(t)dt为系统测量值与给
定值的差异的积分。积分控制的作用是消除系统的稳态误差，但过大的积分增益可能导致超调或振荡。
2.3 微分控制
微分控制器通过系统测量值的变化率乘以一个增益系数，来预测系统未来的变
化趋势，进而调整控制量。其数学表达式为:
D = Kd * de(t)/dt
其中，D为微分控制的输出量，Kd为微分增益系数，de(t)/dt为系统测量值的变化率。微分控制的作用是抑制系统的超调和振荡，提高系统的动态响应速度，但过大的微分增益可能导致控制量的快速变化，引入噪音。
pid控制的基本原理
pid控制的基本原理
PID控制是一种经典的控制方法，其基本原理是通过对被控制对象的误差、误差变化率和误差积分值进行加权求和，生成一个控制量，使被控制对象的输出接近期望值。
具体来说，PID控制器包括三个部分：比例部分（P）、积分部分（I）和微分部分（D）。其中，比例部分是根据当前误差大小与期望值之间的差异，按比例关系生成控制量；积分部分是累加历史误差，以消除静态误差；微分部分是根据误差变化率的大小，来预测输出的趋势，以降低系统的超调和振荡。三个部分的输出信号通过加权合成，得到控制器的总输出，用于控制被控制对象。
这种控制方法的优点在于，简单易用，适用范围广，可以灵活地调整参数以满足不同的系统需求。但是，这种方法也存在着一些缺点，如对系统动态响应较慢、参数的调整比较困难、易产生抖动等。
pid通俗易懂的解释
pid通俗易懂的解释
pid（毛细管运动反应）是一种控制技术，常被应用于控制系统
中以实现最佳效果。这种技术可以调节设备的运行性能，在反馈信号被发现与设定值之间有出入时，使设备能够自动按照预期的方式运行。PID控制技术是由一套标准方程来实现的，这一套方程即“毛细管运动反应（PID）”，它的每一部分都是由不同的概念来构筑的，同时这
也是它的组成。
PID控制技术是通过不断调节设备的运行性能来控制设备的工作情况的。这种技术包括三个参数：比例（Proportionality，简写为P），积分（Integral，简写为I）和微分（Derivative，简写为D）。它们分别代表了在不同时期，控制系统对外界控制信号的响应特性和处理方式。P参数是指当外界输入信号有变化时，系统输出信号有比率变化；I参数指当外界输入信号有变化时，系统输出信号有积分变化；D参数指当外界输入信号有变化时，系统输出信号有微分变化。 PID控制技术的运用可以使控制系统更加稳定，并具有持续的优化能力，使系统能够快速的调整到期望的状态。比如热风炉的温度控制，一旦设定了期望的温度，PID控制技术就会以微分、积分、比例的参数以及延时时间让热风炉持续保持在期望温度附近。它可以自动调节温度，使温度能够在安全范围内运行，而且保持系统的稳定性。
此外，PID控制技术也可以用于自动化设备的控制，以获得最佳的性能，比如机器人臂。机器人臂的运动实际上是当外界传入输入信号是，跟随变化的控制信号来驱动机器人臂移动，实现期望的运动效
果。而利用PID控制技术，可以通过不断调节机器人臂的运动，使得它可以按照设定好的参数达到期望的位置，从而使得机器人臂拥有更高的精确度和速度。
pid的工作原理
pid的工作原理
PID（比例-积分-微分）是一种常用的控制器，用于实现反馈控制系统。它的工作原理如下：
1. 比例（Proportional）控制：根据偏差大小进行控制。PID 控制器根据被控对象的测量值与设定值之间的差异，计算出一个比例增益系数，并将其乘以偏差，得到一个输出信号。该输出信号与偏差成正比，用于调节被控对象。
2. 积分（Integral）控制：用于消除静态误差。PID控制器根据被控对象的偏差历史累计值，计算出一个积分增益系数，并将其乘以偏差的累计值，得到一个输出信号。该输出信号用于消除长期存在的偏差，使系统更加稳定。
3. 微分（Derivative）控制：用于抑制系统的快速变化。PID 控制器根据被控对象的偏差变化率，计算出一个微分增益系数，并将其乘以偏差的变化率，得到一个输出信号。该输出信号用于抑制系统快速变化，提高系统响应的平稳性。
PID控制器根据比例、积分和微分三个部分的输出信号综合计算出最终的控制信号，将其送入被控对象。通过不断调节输出信号，使被控对象的输出值逐渐接近设定值，实现了对系统的稳定控制。
需要注意的是，PID控制器的参数设置对控制效果至关重要，需要根据具体的被控对象和控制需求进行调整和优化。
PID参数设置及调节方法
PID参数设置及调节方法
1.什么是PID控制器？
PID控制器是一种常用的闭环控制器，用于自动调节系统输出以使系
统响应达到期望值。PID控制器由三个部分组成：比例（Proportional），积分（Integral）和微分（Derivative）。比例部分根据当前误差调整输出，积分部分根据过去误差的累积调整输出，微分部分根据误差的变化率
调整输出。
2.PID参数
PID控制器的性能取决于三个参数：比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。PID参数越合理，系统响应越快、稳定。
3.PID参数设置方法
设置PID参数的一般方法包括试验法、Ziegler-Nichols法和频率响
应法等。
(1)试验法：通过对系统进行试验，手动调节PID参数，观察系统响
应并调整参数至效果最佳。试验法简单有效，但需要经验和时间。
(2) Ziegler-Nichols法：通过观察系统的临界响应，确定合适的
PID参数。Ziegler-Nichols法中共有三种方法：经验法、连续模型法和
离散模型法。这些方法根据系统的临界增益(Ku)和临界周期(Tu)计算PID
参数。经验法适用于简单的系统，连续模型法适用于具有较强非线性的系统，离散模型法适用于数字控制系统。
(3)频率响应法：通过对系统进行频率响应测试，根据系统的频率特性确定PID参数。频率响应法需要用到系统的传递函数，适用于线性、时不变的系统。
4.PID参数调节方法
当得到了初步的PID参数后，还需要进行参数调节才能达到期望的控制效果。
(1)手动调参法：根据系统的响应特性，手工调整PID参数。首先将积分和微分增益设置为零，仅调整比例增益。根据系统的超调量和调整时间，逐渐增加积分和微分增益，直到系统响应满足要求为止。
PID控制的解释
PID控制的解释
PID是比例,积分,微分的缩写.
比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。
PID控制的基本原理
PID控制的基本原理
1. 比例控制（Proportional Control）：
比例控制是根据误差的大小来调节输出的控制量。误差是目标值与实际值之间的差异。比例控制的输出与误差成正比，通过增加或减少控制量来减小误差。比例系数（kp）决定了比例控制的灵敏度，即调节输出的速度。如果比例系数设置得过大，系统会变得不稳定；如果设置得过小，系统响应较慢。
2. 积分控制（Integral Control）：
积分控制是根据误差的累积来调节输出的控制量。它考虑了误差的历史变化，用来消除系统静态误差。积分控制的输出正比于误差累积的积分值。积分系数（ki）用来控制积分控制的灵敏度，它决定了调节速度和稳定性的折衷。如果积分系数设置得过大，系统会出现超调；如果设置得过小，系统静态误差无法完全消除。
3. 微分控制（Derivative Control）：
微分控制是根据误差的变化率来调节输出的控制量。它用来抑制系统的振荡和过冲现象。微分控制的输出与误差变化的速率成正比。微分系数（kd）决定了微分控制的灵敏度，即对误差变化的响应程度。如果微分系数设置得过大，系统会变得不稳定；如果设置得过小，系统对变化的响应较慢。
PID控制的基本原理是基于反馈机制。控制器根据被控对象的实际状态与目标状态之间的误差来调节控制量，使误差逐渐减小，直到系统的输出达到设定值。通过不断调节控制器的参数（比例系数、积分系数和微分系数），可以逐步优化系统的响应速度和稳定性。
PID控制在工业过程中广泛应用，如温度控制、压力控制、流量控制等。它具有简单、可靠、易于实现的特点，可以适应不同的控制需求，并通过调节控制参数实现各种性能要求。然而，PID控制器的设计和参数调节需要经验和技巧，对于复杂的非线性系统，可能需要进一步的改进和优化，如模糊PID控制、自适应PID控制等。
什么是PID？PID的基本原理
什么是PID？PID的基本原理
一、什么是 PID？
PID 代表Proportional-Integral-Differential，即比例积分微分，指的是一项流行的线性控制策略。
在 PID控制器中，错误信号（受控系统期望的温度与实际温度之间的差值）在加到温度控制电源驱动电路之前先分别以三种方式（比例、积分和微分）被放大。比例增益向错误信号提供瞬时响应。积分增益求出错误信号的积分，并将错误减低到接近零的水平，积分增益还有助于过滤掉实测温度信号中的噪音。微分增益使驱动依赖于实测温度的变化率，正确运用微分增益能缩短响应定位点改变或其它干扰所需的稳定时间。
然而，在许多情况下，比例积分（PI: Proportional-Integral，没有微分增益）控制策略也可以产生满足要求的结果，而且通常要比完全的 PID控制器更容易调整到稳定的运行状态，并获得符合要求的稳定时间。
二、PID调节概念及基本原理
（PID控制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、比较和执行。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。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，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。其输入e (t)与输出u (t)的关系为 u(t)=kp(e((t) 1/TI∫e(t)dt
PID控制
PID控制
1.什么是PID控制？
确切说是PID调节器。工程上常常用在闭环系统中加入PID环节，对系统的传递函数进行修正，以快速的跟踪变化，消除稳态误差。 PID 调节器中的P为比例环节，起放大作用，I为积分环节，可以消灭稳态误差，D为微分环节，可以加快系统的反映。
当今的闭环自动控制技术都是基于反馈的概念以减少不确定性。反馈理论的要素包括三个部分:测量、比较和执行。测量关心的是被控变量的实际值与期望值相比较所得到的偏差，用这个偏差来纠正系统的响应，执行调节控制。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制器(比例-积分-微分控制器)是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。
2.为什么PID控制得到了广泛的应用？
首先，我们引入PID控制的传递函数为：
G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s]
其中kp为比例系数； TI为积分时间常数； TD为微分时间常数
显然，只需要设定三个参数即可。因此上，我们知道了PID控制的三个方面的优点：第一，PID应用范围广；第二，PID参数较易整定；第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进。
3.PID控制的原理：
<1>比例（P）控制:
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。比例调节器存在稳定误差，误差随比例度的增大而增大。若需减小误差，则要减小比例度，这又会使系统的稳定性下降。
PID控制详解
PID控制详解
一、PID控制简介
PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，它实际上是一种算法。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言，超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围：PID调节控制是一个传统控制方法，它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是PID参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。均可以达到0.1%，甚至更高的控制要求。
PID控制的不足
1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定，难以建立精确的数学模型，常规的PID控制器不能达到理想的控制效果；
pid控制的通俗理解
pid控制的通俗理解
PID控制（Proportional-Integral-DerivativeControl），也称为比例、积分、微分（PID）控制，是在20世纪50年代开始流行的一种自动控制技术，它的出现使得自动化设备控制得以发展加快，成为工业自动化领域的重要自动控制技术，可以说工业自动化技术离不开PID控制。
PID控制作为工业自动化技术的基础，其原理也是较为复杂的，但基本原理其实是较为简单易懂的，下面就从较为通俗的角度来说明PID控制的基本原理。
首先，PID控制的基本原理来源于调节机制。其实，PID控制就是一个调节系统，它可以准确的判断出当前的系统的状态，从而作出对应的调节和控制。为了使PID可以发挥调节作用，首先需要设定一个参考值（称为目标值），这个目标值可以是一个固定值，也可以是一个变化值。PID控制器可以输入当前的实际值，并通过比较实际值和目标值，组合和协调比例，积分，微分三种不同参数，最终实现控制系统与目标值的平稳捕捉和衔接。
具体来讲，PID控制器可以通过比例（Proportional）的参数来确定实际值和目标值的差值。这个差值可以称之为误差，误差越大，比例参数的作用越强烈，比例参数可以调整实际值的变化，使误差变小，从而改善系统的控制精度。
积分（Integral）参数的作用可以补偿比例参数所造成的误差，因为比例参数只能控制实际值和目标值的一次性变化，而积分参数可
以通过积分抑制误差的积累，从而实现精确控制。
最后，微分（Derivative）参数可以提供对系统的快速反应，可以预测出误差的变化趋势，从而对系统进行及时的调节和控制，大大提高系统的控制精度和反应速度。
pid通俗讲解
pid通俗讲解
PID全称是Proportional-Integral-Derivative（比例、积分、微分）控制，是一种广泛应用于工业过程控制的控制策略，也是最早发展的控制策略之一。PID 控制器是一种将比例、积分、微分三部分合而为一的控制器，通过计算出控制量进行控制。
比例控制P是一种基于反馈的控制方式，能够快速调整系统输出，以满足需求的变化。它将偏差（目标值和实际值的差值）乘以比例系数Kp作为控制输出，以确保输出能够快速跟上偏差的变化。比例控制可以快速调整系统输出，在一些简单的系统中可以单独使用。
积分控制I是一种基于累计的控制方式，用于消除静态误差。它的输出是过去偏差的积分值，即偏差乘以积分时间Ti。积分控制可以消除静态误差，因此在一些需要保持一定稳定性的系统中可以单独使用。
微分控制D是一种基于变化趋势的控制方式，用于改善系统动态品质。它的输出是偏差的变化率，即偏差的导数。微分控制可以预测未来的变化趋势，并在偏差还未达到预期值时进行提前调整，从而改善系统动态品质。
在实际应用中，这三种控制方式可以单独使用，也可以结合使用。例如，在一些简单的系统中，可以单独使用比例控制，以保证系统的快速响应。在一些复杂的系统中，可以结合使用比例、积分、微分三种控制方式，以达到更好的控制效果。
需要注意的是，PID控制需要通过参数整定来达到最佳的控制效果。不同的系统需要不同的PID参数，通常需要根据实际情况进行调整。调整顺序为比例、积分、微分。在调整参数时，需要注意曲线振荡的情况，此时需要调整比例度盘或积分时间，理想的曲线为前高后低4比1。
PID控制详细介绍
PID控制详细介绍
PID控制是一种常用的反馈控制算法，常用于工业过程控制系统中。PID控制是根据被控对象的输出与期望值之间的误差，通过调节控制器的
输出来驱动被控对象，以使输出接近期望值。PID控制算法通过不断地调
整比例、积分和微分三个参数来实现系统的动态响应和稳态性能。下面将
详细介绍PID控制算法的原理及其参数调节方法。
PID控制算法基于以下原理：比例控制器通过测量被控对象的输出与
期望值的误差，将该误差乘以一个比例常数Kp作为控制变量的改变量；
积分控制器则根据误差的累积值乘以一个积分常数Ki，将结果作为控制
变量的改变量；微分控制器通过测量误差的变化率乘以一个微分常数Kd，将结果作为控制变量的改变量。总的控制变量即为上述三个改变量之和。
比例控制器起到的作用是实现系统的快速响应，但不能消除稳态误差；积分控制器的作用是消除稳态误差，但响应时间较慢，导致系统的超调现象；微分控制器的作用是根据误差的变化率进行控制，用于改善系统的动
态性能，减小超调现象和震荡。
1.经验法：根据经验选择参数，根据系统的特性和需求来调整参数，
但该方法存在主观性较强和不易精确控制的问题。
2. Ziegler-Nichols方法：这是一种基于试验的调参方法，首先将
比例控制器参数Kp设为零，然后逐渐增加，直到系统发生振荡。根据振
荡的周期和振幅，可以得到系统的临界增益Kcr和临界周期Tcr，进而计
算出Kp、Ki和Kd的值。
3.平衡点附近方法：首先通过施加一个步变输入，使系统达到一个稳态；然后通过观察系统的响应曲线，根据系统的平衡点附近的动态特性来
简述pid的基本原理
简述pid的基本原理
PID控制的基本原理是:
1. PID(比例-积分-微分)是一种常用的线性反馈控制方法。
2. PID通过计算系统偏差e(t)来调整过程变量,使其接近设定值。
3. PID控制器计算的输出信号由三部分组成:
- P(Proportional):测量系统偏差e(t),按比例增加输出信号,可以加快系统响应速度。
- I(Integral): 对偏差e(t)累积求和,可以消除系统稳态误差。
- D(Derivative):测量偏差e(t)变化率,可以提高系统稳定性和减少调整时间。
4. PID控制器输出信号u(t) = Kp*e(t) + Ki*∫e(t)dt + Kd*de(t)/dt
5. 通过调整Kp、Ki、Kd三个参数,可以获得系统的最佳响应特性,实现稳定的控制效果。
6. PID控制简单实用,应用广泛,是一种经典的自动控制方法。
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什么是PID控制
在调节系统中，其过程控制方式就是将被测量，如温度、压力、流量、成分、水位等，由传感器变换成统一的标准信号送入调节器，在调节器中，与给定值进行比较，然后把比较出的差值进行PID运算。所谓PID运算就是比例、积分、微分运算。P调节就是调节器的输出和输入成比例。调比例带，也就是调比例系数，比例带就是输出与输入之比（放大倍数）的倒数。I调节就是输出是输入量（即偏差）的积分，只要有偏差，调节器就会不断积分，使输送到执行器的信号变化，校正被控量，直到达到无偏差为止，所以有了积分调节器就会消除稳态偏差。但要注意单独的积分调节往往是不能 工作的。所谓整定积分时间就是调积分的快慢，这要取决于对象的特性。D调节就是微分调节，也就是输出对输入的微分。微分调节的优点在于它的超前性，当输入 发生变化时，马上就有微分信号产生，使被控量得以提前校正，然后再由P、I进行校正，这样可以使整个调节的过渡过程时间缩短，有利于调节质量的提高。
PID调节应用最广，技术最成熟，控制结构简单，参数调整容易，是目前过程控制中使用广泛的调节方式。
PID控制怎么调节？
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能 控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接 口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、 变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器 （仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器 (intelligent regulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制 器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。 可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现 PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直
接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统
开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统
闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系 统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈 的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系 统。另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净之后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。
3、阶跃响应
阶跃响应是指将一个阶跃输入（step function）加到系统上时，系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字 来描述。稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的；准是指控制系统的准确性、控 制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error)描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差；快是指控制系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。
4、PID控制的原理和特点
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它 以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的 其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或 不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例（P）控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
积分（I）控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积 分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳 态误差。
微分（D）控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用， 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能 够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在 调节过程中的动态特性。
5、PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被 控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是 依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主 要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应 曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需 要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡
， 记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3
对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1
对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3
对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5
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
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