PID控制及其基本知识

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PID控制原理及参数设定

PID控制是一种常用的自动控制算法，它通过反馈控制的方式，根据

控制对象的输出与期望目标的差异来调整输入信号，实现对控制对象的稳

定控制。PID控制由比例（P）、积分（I）和微分（D）三部分组成，分

别对应了不同的控制机制。

P（比例）控制是指控制信号与误差的线性比例关系，P控制主要用

于快速响应系统，能够快速减小误差，但不能完全消除误差。P控制的公

式为：u(t)=Kp*e(t)，其中u(t)表示控制信号，Kp为比例增益，e(t)为

误差。通过调节比例增益Kp的大小，可以控制系统的响应速度。

I（积分）控制是指控制信号与误差的累积关系，I控制主要用于消

除系统的稳态误差。I控制的公式为：u(t) = Ki * ∫e(t)dt，其中Ki

为积分增益。通过调节积分增益Ki的大小，可以控制系统的稳态误差。

D（微分）控制是指控制信号与误差的变化率关系，D控制主要用于

抑制系统的超调和震荡。D控制的公式为：u(t) = Kd * de(t)/dt，其中Kd为微分增益，de(t)/dt为误差的变化率。通过调节微分增益Kd的大小，可以控制系统的稳定性和响应速度。

根据PID控制的原理，控制信号可以表示为：u(t) = Kp * e(t) +

Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt。其中，e(t)为误差，t为时间。

在实际应用中，PID控制器还需要设置参数，包括比例增益Kp、积分

增益Ki和微分增益Kd。如何设置这些参数是设计一个有效的PID控制器

的关键。

参数设定方法有很多种，常用的方法包括经验法、试验法和自整定法等。

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。

自动控制原理PID算法知识点总结

自动控制原理PID算法知识点总结自动控制原理中，PID（比例-积分-微分）算法是一种广泛应用的控制方法。它通过比例环节、积分环节和微分环节的组合，实现对控制过程的自动调节。PID算法的核心是通过反馈控制，使被控对象的输出与期望值之间尽可能地接近。本文将系统总结PID算法的知识点，包括算法原理、参数调节、应用案例等方面。

一、算法原理

PID算法的核心思想是根据误差信号的大小和变化率，综合利用比例、积分和微分三个环节对输出信号进行调节。具体而言，PID算法根据以下三个参数对输出信号进行计算：

1. 比例环节（Proportional）：比例环节根据误差信号的大小与期望值之间的差异，按照一定的比例进行调节。比例响应快，但可能导致系统的超调和震荡。

2. 积分环节（Integral）：积分环节主要用来消除稳态误差，即在长时间内系统输出值与期望值之间的差异。积分响应较慢，但能够确保系统稳定性。

3. 微分环节（Derivative）：微分环节根据误差信号的变化率，对系统的输出进行调节。微分响应快，但可能会放大噪声信号。

通过合理地设置比例、积分和微分三个参数，可以实现系统的稳定性、快速响应和减小超调。PID算法的数学表达式如下：

\[u(t) = K_p * e(t) + K_i * \int_{0}^{t} e(\tau)d\tau + K_d *

\frac{de(t)}{dt}\]

其中，u(t)为控制器的输出信号，e(t)为误差信号，\(K_p\)为比例系数，\(K_i\)为积分系数，\(K_d\)为微分系数。

pid原理简述

PID（比例-积分-微分）控制是一种广泛应用于工业控制系统中的基本控制算法。它通过测量过程变量与设定值之间的偏差，并基于该偏

差计算出的控制信号来驱动执行器，使得过程变量能够尽快地接近设

定值并保持稳定。本文将对PID原理进行简要介绍，包括比例控制、

积分控制和微分控制的作用及其相互关系。

1. 比例控制（Proportional Control）

比例控制是PID控制中最基本的部分，它直接根据偏差的大小，按

比例调整控制信号。比例控制通过将偏差乘以一个比例系数来计算输

出信号，比例系数决定了输入信号对输出信号的影响程度。相对于其

他两个控制部分，比例控制可以快速响应系统变化，但在大多数情况

下无法完全消除偏差。

2. 积分控制（Integral Control）

积分控制用于解决比例控制无法完全消除稳态偏差的问题。它根据

偏差的积分值来调整控制信号。积分控制对于长期稳定性非常重要，

因为它可以逐渐减小系统偏差并使其接近零。然而，积分控制存在一

定的缺陷，例如可能引起系统的超调和振荡。

3. 微分控制（Derivative Control）

微分控制通过检测偏差的变化率来调整控制信号。它可以在偏差变

化较大的情况下加快系统响应速度，并减小系统的超调和振荡。然而，

微分控制也存在一些问题，例如对噪声和干扰敏感，可能导致系统不

稳定。

PID控制器通过将比例控制、积分控制和微分控制结合起来，可以

在不同的工业应用中实现精确的控制。PID控制的关键在于设置合适的比例系数、积分时间和微分时间，这些参数需要根据具体的控制对象

pid基础知识

PID全称为Proportional Integral Derivative，是一种经典的

控制技术，也是自动控制系统中最基本最常用的控制方式之一。PID控制器的基础知识如下。

1. 比例环节（P）

比例环节是PID控制器中最基本的环节，它根据误差信号的大小

来控制输出信号。比例环节的输出信号与误差信号成正比，即输出信

号=Kp*误差信号，其中Kp为比例增益系数。比例环节的作用是使输出

信号与误差信号之间的差距变小，但如果只靠比例环节控制，会导致

系统存在超调现象。

2. 积分环节（I）

积分环节的作用是消除比例环节的超调现象，它根据误差信号的

大小和时间的长短来控制输出信号。积分环节的输出信号与误差信号

的积分成正比，即输出信号=Ki*∫(0~t)误差信号dt，其中Ki为积分

增益系数。积分环节能消除系统的稳态误差，但如果积分增益过大，

会导致系统存在振荡现象。

3. 微分环节（D）

微分环节的作用是改善系统的动态响应，它根据误差信号的变化

率来控制输出信号。微分环节的输出信号与误差信号的变化率成正比，即输出信号=Kd*d(误差信号)/dt，其中Kd为微分增益系数。微分环节

能提高系统的响应速度，减小超调和振荡现象，但如果微分增益过大，会导致系统存在噪声放大现象。

4. PID控制器

PID控制器是由比例环节、积分环节和微分环节构成的一种控制

系统。PID控制器的输出信号是由三个环节输出的信号之和，即输出信号=Kp*误差信号+Ki*∫(0~t)误差信号dt+Kd*d(误差信号)/dt。PID控

制器能兼顾系统的稳态误差、超调和振荡问题，具有广泛的应用价值。

PID调节概念及基本原理

PID调节是一种常用的自动控制算法，它可以对系统进行精确的控制，使系统输出能够准确地达到期望值。PID是Proportional-Integral-Derivative的缩写，分别代表了比例、积分和微分三个部分。

PID调节的基本原理是根据系统的误差信号来调整控制器的输出信号，以达到使系统输出与期望值接近的目的。具体来说，PID控制器通过比较

系统输出与期望值之间的差别，计算出一个调节量，然后将这个调节量与

系统输出进行相加，并作为系统的控制信号输出。

其中，比例部分的作用是根据误差信号的大小来调整输出信号的大小。比例控制器的输出量与误差信号成正比，误差越大，输出量也就越大。

积分部分的作用是根据误差信号的时间积累来调整输出信号的大小。

积分控制器的输出量与误差信号的积分值成正比，即输出量与误差信号的

累计值成正比。积分控制器可以消除系统的静差，即系统输出不再偏离期

望值。

微分部分的作用是根据误差信号的变化率来调整输出信号的大小。微

分控制器的输出量与误差信号的导数成正比，即输出量与误差信号的变化

率成正比。微分控制器可以预测系统输出的变化趋势，使得控制器能够更

快地对系统进行调节。

PID调节将这三个部分的输出信号相加得到最终的控制信号，从而实

现对系统的精确调节。具体的调节过程如下：首先，根据系统输出与期望

值的差别计算出误差信号；然后，分别对误差信号进行比例、积分和微分

的调节，得到三个部分的输出量；最后，将三个部分的输出量相加得到最

终的控制信号，输出给系统进行控制。

在PID调节中，三个部分的参数是需要根据具体系统的特性和要求进

pid控制原理详解及实例说明

PID控制是一种经典的控制算法，适用于很多控制系统中。它

通过对误差进行反馈调整，以实现系统稳定和快速响应的目标。

PID控制包含三个部分，即比例（Proportional）、积分（Integral）和微分（Derivative）控制。

比例控制（P）是根据误差的大小来调整控制输出的大小。当

误差较大时，控制输出也会相应增加；而当误差较小时，控制输出减小。比例系数Kp用于调节比例作用的强弱。

积分控制（I）是根据误差的累积值来调整控制输出的大小。

它主要用于消除稳态误差。积分系数Ki用于调节积分作用的

强弱。

微分控制（D）是根据误差的变化率来调整控制输出的大小。

它主要用于快速响应系统的变化。微分系数Kd用于调节微分

作用的强弱。

PID控制的输出值计算公式为：Output = Kp * Error + Ki * Integral(Error) + Kd * Derivative(Error)

下面举一个温度控制的例子来解释PID控制的应用。

假设有一个温度控制系统，希望将温度维持在设定值Tset。系统中有一个可以控制加热器功率的变量，设为u。温度传感器

可以实时测量当前温度T，误差为Error = Tset - T。

比例控制（P）：根据误差值来调整加热器功率，公式为u =

Kp * Error。当温度偏低时，加热器功率增加；当温度偏高时，加热器功率减小。

积分控制（I）：根据误差的累积值来调整加热器功率，公式

为u = Ki * ∫(Error)。当温度持续偏离设定值时，积分控制会逐渐累积误差，并调整加热器功率，以消除误差。

pid的基本知识大全

( 1 ) 比例的作用

比例作用的引入是为了及时但是在接近稳态区域

时，如果比例系数选择过大，则会导致过大的超调，甚至可能带来系统的不稳定。myadd

( 2 ) 积分的作用

积分作用的引入主要是为了保证输出值y ( t ) 在稳态时对设定值r ( t ) 的无静差跟踪。积分作用的引入，能消除系统静差，但是在系统响应过渡过程的初期，

一般偏差比较大，如果不选取适当的积分系数，就可能使系统相应过程出现较大的超调或者引起积分饱和现象。

( 3 ) 微分的作用

微分作用的引入主要是为了改善闭环系统的稳定性和动态响应速度。因为微

分系数主要是影响系统误差变化速率的，它主要是在系统相应过程中当误差向某

个方向变化时起制动作用，提前预报误差的变化方向，能有效地减小超调。但是

如果微分系数过大，就会使阻尼过大，导致系统调节时间过长。

1/mydelay or

ui=myadd(0)*a+myadd(-1)*b

微分除掉剩下PI.

ui=myadd(0)*a+myadd(-1)*b

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﹔

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

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的基本知识大全

( 1 ) 比例的作用

比例作用的引入是为了及时但是在接近稳态区域

时，如果比例系数选择过大，则会导致过大的超调，甚至可能带来系统的不稳定。myadd

( 2 ) 积分的作用

一般偏差比较大，如果不选取适当的积分系数，就可能使系统相应过程出现较大的超调或者引起积分饱和现象。

( 3 ) 微分的作用

微分作用的引入主要是为了改善闭环系统的稳定性和动态响应速度。因为微

分系数主要是影响系统误差变化速率的，它主要是在系统相应过程中当误差向某

个方向变化时起制动作用，提前预报误差的变化方向，能有效地减小超调。但是

如果微分系数过大，就会使阻尼过大，导致系统调节时间过长。

1/mydelay or

ui=myadd(0)*a+myadd(-1)*b

微分除掉剩下PI.

ui=myadd(0)*a+myadd(-1)*b

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。

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﹔

PID控制

PID控制简述

尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制。这几种控制规律可以单独使用，但更多场合是组合使用。如比例（P）控制、比例-积分（PI）控制、比例-积分-微分（PID）控制等。

1. 比例（P）控制

单独的比例控制也称“有差控制”，输出变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太小，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用；比例度太大，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。

对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍小些；而对于反应迟钝，放大能力较弱的被控对象，比例度可选大一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。

单纯的比例控制适用扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许一定余差存在的场合。工业生产中比例控制使用较为普遍。

2. 比例积分（PI）控制

比例控制是最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。

积分控制的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积（输出值越来越大或越来越小），一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制又称无差控制。

自动控制原理PID控制知识点总结

自动控制原理PID控制知识点总结在自动控制领域中，PID控制是一种常用的控制策略，它能够在系统的稳态和动态性能之间取得良好的平衡。PID控制的全称为比例-积分-微分控制，它基于系统反馈误差的大小来调整输出信号，以实现对被控对象的精确控制。本文将对PID控制的原理以及其中涉及的关键知识点进行总结和概述。

I. PID控制的基本原理

PID控制的基本原理可以用下述控制方程来表示：

u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt

其中，u(t)为控制器的输出信号，e(t)为系统的误差信号，Kp、Ki和Kd分别是控制器的比例、积分和微分增益。PID控制器根据误差信号的大小和变化率来调整输出信号，从而使系统达到期望的控制效果。

1. 比例控制（Proportional Control）

比例控制是PID控制的基础，它根据误差信号的大小与比例增益Kp的乘积来调整输出信号。比例控制能够通过增大或减小输出信号来减小误差，但它无法使系统完全趋于稳定，且可能导致系统出现震荡现象。

2. 积分控制（Integral Control）

积分控制是为了解决比例控制无法使系统稳定的问题而引入的。积分控制使得输出信号与误差信号的积分有关，即将误差信号累积起来

并与积分增益Ki相乘，从而减小系统的静态误差。然而，积分控制也可能导致系统出现过冲和超调的问题。

3. 微分控制（Derivative Control）

微分控制是为了解决积分控制可能导致的过冲问题而引入的。微分控制考虑了误差信号的变化率，通过乘以误差信号的导数与微分增益Kd的乘积来调整输出信号。微分控制能够提高系统的动态响应速度和稳定性，但也可能增加系统对噪声的敏感性。

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

详解PID控制

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；

(完整版)PID控制详解

PID控制原理和特点

工程实际中，应用最为广泛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主要技术之一。当被控对象结构和参数不能完全掌握，或不到精确数学模型时，控制理论其它技术难以采用时，系统控制器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﹐或不能有效测量手段来获系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是系统误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。

1、比例控制（P）：

比例控制是最常用的控制手段之一，比方说我们控制一个加热器的恒温100度，当开始加热时，离目标温度相差比较远，这时我们通常会加大加热，使温度快速上升，当温度超过100度时，我们则关闭输出，通常我们会使用这样一个函数

e(t) = SP – y(t)-

u(t) = e(t)*P

SP——设定值

e(t)——误差值

y(t)——反馈值

u(t)——输出值

P——比例系数

滞后性不是很大的控制对象使用比例控制方式就可以满足控制要求，但很多被控对象中因为有滞后性。

也就是如果设定温度是200度，当采用比例方式控制时，如果P选择比较大，则会出现当温度达到200度输出为0后，温度仍然会止不住的向上爬升，比方说升至230度，当温度超过200度太多后又开始回落，尽管这时输出开始出力加热，但温度仍然会向下跌落一定的温度才会止跌回升，比方说降至170度，最后整个系统会稳定在一定的范围内进行振荡。