PID(比例积分微分)控制器
pid的公式
PID（比例-积分-微分）控制器的公式为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt。
其中，u(t)是控制器在时间t输出的控制信号（也就是控制器的输出），Kp是比例系数（也就是比例增益），Ki是积分系数（也就是积分增益），Kd是微分系数（也就是微分增益），e(t)是控制器的输入信号与期望值之间的误差，de(t)/dt是误差的导数，即误差的变化率。
这个公式表示PID控制器根据当前误差和误差的变化率进行控制信号的计算。
比例项（Kp * e(t)）根据当前的误差大小进行调节，积分项（Ki * ∫e(t)dt）根据误差累积进行调节，用于消除系统静态误差，微分项（Kd * de(t)/dt）根据误差的变化率进行调节，用于控制系统的动态响应。
以上信息仅供参考，可咨询专业的技术人员获取准确信息。
控制器及控制规律—比例积分微分控制(工业仪表自动化)
01
微分控制规律及其特点
具有微分控制规律的控制器
de p TD dt
（1）
优点 具有超前控制功能。
微分控制的动态特性
02
实际的微分控制规律及微分时间
微分作用的特点——在偏差存在但不变化时,微分作用
都没有输出。
实际微分控制规律是由两部分组成：比例作用 与近似微分作用，其比例度是固定不变的，δ恒等于 100%，所以认为：实际的微分控制器是一个比例度 为 100%的比例微分控制器。
当比例作用和微分作用结合时,构成比例微分控制规律
说明：
p
pP
pD
K
p
e
TD
de dt
（2）
比例微分控制器的输出Δp等于比例作用的输出ΔpP与微分作 用的输出ΔpD之和。改变比例度δ(或Kp)和微分时间TD分别可以改 变比例作用的强弱和微分作用的强弱。
01
微分时间对过渡过程的影响
➢ 微分作用具有抑制振荡的 效果，可以提高系统的稳定 性,减少被控变量的波动幅 度,并降低余差。 ➢微分作用也不能加得过大。 ➢ 微分控制具有“超前”控 制作用。
01
比例积分微分控制（PID控制）
同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称为比 例积分微分控制器。
p
pP
pI
pD
KC
e
1 TI
edt
TD
de dt
（3）
01
PID控制器输出特性
三个可调参数
比例度δ、积分时间 TI和微 分时间 TD。
适用场合
对象滞后较大、负荷变化较 快、不允许有余差的情况。
微分作用
02
实际微分器输出变化曲线
pid参数整定考试题
pid参数整定考试题一、概述PID（比例-积分-微分）控制器是工业自动化控制系统中常用的一种反馈控制算法。
正确的PID参数整定对于系统的稳定性和响应速度至关重要。
本文将提供一些PID参数整定的考试题，以检验读者对PID 控制的理解和实践能力。
二、单项选择题1. 在PID控制器中，比例增益参数（Kp）作用于：A. 控制器的输出信号B. 控制器的输入信号C. 控制器的比例元件输出D. 控制器的积分元件输出2. 提高比例增益参数（Kp）会导致：A. 系统的稳定性提高B. 系统的稳定性降低C. 系统的超调量增加D. 系统的超调量减小3. 积分时间参数（Ti）是用来调节系统的：A. 响应速度B. 系统稳定性C. 超调量D. 抑制噪声4. 增大积分时间参数（Ti）会导致：A. 系统响应速度加快B. 系统超调量减小C. 系统稳定性降低D. 系统抗干扰性增强5. 微分时间参数（Td）主要用来调节系统的：A. 过渡过程的稳定性B. 响应速度C. 系统稳定性D. 抗噪声能力三、综合应用题1. 一个温度控制系统的传感器输出信号为100°C，设定值为80°C，控制器的PID参数为Kp=2，Ti=10，Td=2。
已知采样周期为1秒，试绘制出该控制器的输出曲线，并分析系统的响应特性。
2. 一个流量调节系统的传感器输出信号为50 L/min，设定值为60L/min，控制器的PID参数为Kp=1.5，Ti=20，Td=5。
已知采样周期为2秒，试绘制出该控制器的输出曲线，并计算系统的超调量和调节时间。
四、开放题请根据实际应用情景，选择合适的PID参数，并解释你的选择理由。
五、总结PID参数整定是工业自动化控制中的重要环节，正确的参数选择可以保证系统的稳定性和控制性能。
通过参与本次考试题，读者能够检验自己对PID参数整定的理解和应用能力，进一步提升自己在自动控制领域的技术水平。
希望本文提供的考试题能对读者有所帮助，加深对PID控制的理解和实践应用。
pid控制器的输入输出_PID控制器的控制实现
pid控制器的输入输出_PID控制器的控制实现PID控制器（Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I 和微分单元D 组成。
通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。
PID 控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。
本文首先介绍的是PID控制器的工作原理，其次介绍的是pid控制器的输入输出，最后介绍了PID控制器的参数整定以及PID控制器的控制实现，具体的跟随小编一起来了解一下。
PID控制器的工作原理PID控制器广泛应用于工业过程控制。
工业自动化领域的大约95％的闭环操作使用PID控制器。
控制器以这样一种方式组合，即产生一个控制信号。
作为反馈控制器，它将控制输出提供到所需的水平。
在微处理器发明之前，模拟电子元件实现了PID控制。
但是今天所有的PID控制器都是由微处理器处理的。
可编程逻辑控制器也有内置的PID控制器指令。
通过使用低成本的简单开关控制器，只有两种控制状态是可能的，例如全开或全关。
它用于有限的控制应用，这两个控制状态足够控制目标。
然而，这种控制的振荡特性限制了其使用，因此正在被PID控制器所取代。
PID控制器保持输出，使得通过闭环操作在过程变量和设定点/期望输出之间存在零误差。
PID使用三种基本的控制行为，下面将对此进行说明。
P-控制器：比例或P-控制器给出与电流误差e（t）成比例的输出。
它将期望值或设定值与实际值或反馈过程值进行比较。
得到的误差乘以比例常数得到输出。
如果错误值为零，则该控制器输出为零。
此控制器在单独使用时需要偏置或手动重置。
这是因为它从来没有达到稳定状态。
它提供稳定的操作，但始终保持稳定状态的错误。
当比例常数Kc增加时，响应速度会增加。
比例-积分-微分PID控制规律
在串联校正时，采用I 控制器可以提高系统的型别，有利于系统稳态性能 的提高。但积分控制使系统增加了一个位于原点的开环极点，使信号产生 90°的相角迟后，对系统的稳定性不利。 因此，在控制系统的校正设计中，通常不宜采用单一的I控制器。
§6-2 基本控制规律
一、比例(P)控制规律
具有比例控制规律的控制器，称为P 控制器，如图所示。其中KP称为P控制器 增益。
控制规律
u(t) K p e(t )
对于单位反馈系统 0型 ，系 统 响 应 实 际 阶跃信号 R0 1(t )的 稳 态 误 差 与 其 开 环益 增 K近 似 成 反 比 ， 即 ： R0 lim e(t ) t 1 K 型 系 统 响 应 匀 速 信 R 号 增K v 成 反 比 ， 1t的 稳 态 误 差 与 其 开 环益 即： R1 lim e (t ) t Kv
尼程度，从而改善系统的稳定性。 在串联校正时，可使系统增加一个 因而有助于系统的动态性能的改善。
1 的开环零点，使系统的相角裕度提高， τ
斜坡函数作用下PD 控制器的响应
e(t)
t
u(t)
t
例1.设具有 PD控制器的控制系统方框 图如图所示。 试分析 PD控制规律对该系统性能 的影响。
解 : 1.无PD控制器时，系统的闭环 传递函数为： 1 2 C(s) 1 Js 2 R(s) 1 1 Js 1 Js 2 则系统的特征方程为 Js 2 1 0 阻尼比等于零，其输出 信号 C (t )具有不衰减的等幅振荡 形式。 2.加入 PD控制器后，系统的闭环 传递函数为： 1 K P (1 τs) 2 K P (1 τs ) C(s) Js 2 1 R(s) 1 K (1 τs ) Js K P (1 τs ) P Js 2 2 系统的特征方程为： Js K P τs K P 0
pid的控制作用实验报告
pid的控制作用实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入研究和理解 PID（比例积分微分）控制器在控制系统中的作用，并通过实际实验观察和分析其对系统性能的影响。
二、实验原理PID 控制器是一种常见的反馈控制算法，它由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
比例控制部分根据误差的大小成比例地调整控制输出，其作用是快速减少误差，但不能完全消除稳态误差。
积分控制部分则对误差进行积分，随着时间的积累，积分项可以消除稳态误差，但可能会导致系统响应变慢。
微分控制部分根据误差的变化率来调整控制输出，它能够预测误差的变化趋势，提前进行调整，从而改善系统的动态性能，减少超调量和调节时间。
PID 控制器的输出为这三个部分的总和：＄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)＄是控制器的输出，＄e(t)＄是设定值与实际值之间的误差，＄K_p$ 是比例系数，＄K_i$ 是积分系数，＄K_d$ 是微分系数。
三、实验设备与环境1、实验设备控制器：采用可编程逻辑控制器（PLC）或微控制器作为 PID 控制器。
执行机构：例如电机、阀门等。
传感器：用于测量系统的输出，如温度传感器、压力传感器等。
数据采集卡：用于采集传感器的数据并传输给计算机。
计算机：用于运行控制算法和数据分析软件。
2、实验环境温度：室温（约 25℃）湿度：50% 70%四、实验步骤1、系统建模首先，对实验对象进行建模，确定其传递函数或状态空间模型。
通过实验测量或理论分析，获取系统的参数，如时间常数、增益等。
2、参数整定采用试凑法或 ZieglerNichols 等整定方法，初步确定 PID 控制器的参数＄K_p$、＄K_i$ 和＄K_d$。
观察系统的响应，根据性能指标（如超调量、调节时间、稳态误差等）对参数进行调整，直到获得满意的控制效果。
变频器pid控制原理
变频器pid控制原理变频器PID控制原理是指通过PID控制器来实现变频器的运行。
PID控制器是一种经典的控制器，它通过比较被控对象的实际输出值和期望输出值之间的差异，计算出控制量，并作用于被控对象，以使其输出值尽可能接近期望输出值。
PID控制器由比例、积分和微分三个部分组成，分别用来调节系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力。
在变频器P I D控制中，比例（P）控制器根据被控对象的实际输出值和期望输出值之间的差距，产生一个与差距成正比的控制量。
比例控制器主要用来调节系统的响应速度，具有调节范围窄、响应速度快的特点。
积分（I）控制器根据被控对象的实际输出值和期望输出值之间的积分差值，产生一个与积分差值成正比的控制量。
积分控制器主要用来调节系统的稳定性，具有调节范围广、稳态误差小的特点。
微分（D）控制器根据被控对象的实际输出值和期望输出值之间的微分差值，产生一个与微分差值成正比的控制量。
微分控制器主要用来调节系统的抗干扰能力，具有调节灵敏度高、响应速度快的特点。
变频器P I D控制原理的具体实现如下：1.设定期望输出值：根据实际需求，设置变频器的期望输出值。
2.测量实际输出值：通过传感器等装置，实时测量被控对象的实际输出值。
3.计算误差：将期望输出值与实际输出值相减，得到一个误差值，用于后续的控制器计算。
4.比例控制：将误差值乘以比例系数，得到一个比例控制量。
5.积分控制：将误差值累积，并乘以积分系数，得到一个积分控制量。
6.微分控制：将误差的变化率乘以微分系数，得到一个微分控制量。
7.求和：将比例控制量、积分控制量和微分控制量相加，得到总的控制量。
8.作用于被控对象：将总的控制量作用于变频器，调节输出频率和电压，使被控对象的实际输出值逐渐趋于期望输出值。
9.反馈修正：根据实际输出值的变化情况，不断调整控制器中的比例、积分和微分系数，以提高控制效果。
10.循环控制：不断重复上述步骤，实现对被控对象的持续控制。
PID控制器（比例-积分-微分控制器）-I
PID控制器（⽐例-积分-微分控制器）-I⼩明接到这样⼀个任务：有⼀个⽔缸点漏⽔(⽽且漏⽔的速度还不⼀定固定不变)，要求⽔⾯⾼度维持在某个位置，⼀旦发现⽔⾯⾼度低于要求位置，就要往⽔缸⾥加⽔。
⼩明接到任务后就⼀直守在⽔缸旁边，时间长就觉得⽆聊，就跑到房⾥看⼩说了，每30分钟来检查⼀次⽔⾯⾼度。
⽔漏得太快，每次⼩明来检查时，⽔都快漏完了，离要求的⾼度相差很远，⼩明改为每3分钟来检查⼀次，结果每次来⽔都没怎么漏，不需要加⽔，来得太频繁做的是⽆⽤功。
⼏次试验后，确定每10分钟来检查⼀次。
这个检查时间就称为采样周期。
开始⼩明⽤瓢加⽔，⽔龙头离⽔缸有⼗⼏⽶的距离，经常要跑好⼏趟才加够⽔，于是⼩明⼜改为⽤桶加，⼀加就是⼀桶，跑的次数少了，加⽔的速度也快了，但好⼏次将缸给加溢出了，不⼩⼼弄湿了⼏次鞋，⼩明⼜动脑筋，我不⽤瓢也不⽤桶，⽼⼦⽤盆，⼏次下来，发现刚刚好，不⽤跑太多次，也不会让⽔溢出。
这个加⽔⼯具的⼤⼩就称为⽐例系数。
⼩明⼜发现⽔虽然不会加过量溢出了，有时会⾼过要求位置⽐较多，还是有打湿鞋的危险。
他⼜想了个办法，在⽔缸上装⼀个漏⽃，每次加⽔不直接倒进⽔缸，⽽是倒进漏⽃让它慢慢加。
这样溢出的问题解决了，但加⽔的速度⼜慢了，有时还赶不上漏⽔的速度。
于是他试着变换不同⼤⼩⼝径的漏⽃来控制加⽔的速度，最后终于找到了满意的漏⽃。
漏⽃的时间就称为积分时间。
⼩明终于喘了⼀⼝，但任务的要求突然严了，⽔位控制的及时性要求⼤⼤提⾼，⼀旦⽔位过低，必须⽴即将⽔加到要求位置，⽽且不能⾼出太多，否则不给⼯钱。
⼩明⼜为难了！于是他⼜开努脑筋，终于让它想到⼀个办法，常放⼀盆备⽤⽔在旁边，⼀发现⽔位低了，不经过漏⽃就是⼀盆⽔下去，这样及时性是保证了，但⽔位有时会⾼多了。
他⼜在要求⽔⾯位置上⾯⼀点将⽔凿⼀孔，再接⼀根管⼦到下⾯的备⽤桶⾥这样多出的⽔会从上⾯的孔⾥漏出来。
这个⽔漏出的快慢就称为微分时间。
拿⼀个⽔池⽔位来说，我们可以制定⼀个规则，把⽔位分为超⾼、⾼、较⾼、中、较低、低、超低⼏个区段；再把⽔位波动的趋势分为甚快、快、较快、慢、停⼏个区段，并区分趋势的正负；把输出分为超⼤幅度、⼤幅度、较⼤幅度、微⼩⼏个区段。
pid调节压力调节增益积分微分参数
PID调节是现代控制领域中常用的一种控制方法，它通过对系统的反馈进行分析，以实现对系统的精确控制。
PID控制器通过调节增益、积分和微分参数来实现对系统的控制，其中最重要的就是压力调节。
一、PID调节控制原理PID控制器的工作原理是通过对系统的反馈信号进行分析，根据所设定的目标值来调节系统的输入，以使系统的输出能够尽可能地接近目标值。
PID控制器通过对系统的反馈信号进行加工处理，产生误差信号并根据误差信号来调节系统的输入。
PID控制器主要由比例控制器（P）、积分控制器（I）和微分控制器（D）三个部分组成，分别用来处理系统的比例误差、积分误差和微分误差。
二、PID调节参数1. 比例参数（P）比例参数是PID控制器中最基本的参数，它直接影响系统的响应速度和稳定性。
比例参数越大，系统的响应速度越快，但也容易产生过冲和震荡。
比例参数的大小可以根据系统的特点和要求来进行调节。
2. 积分参数（I）积分参数用来处理系统的稳态误差，当系统存在静态误差时，可以通过增大积分参数来消除这些误差。
但是积分参数过大时会导致系统的超调和震荡，因此需要根据实际情况来进行调节。
3. 微分参数（D）微分参数主要用来抑制系统的震荡和过冲，通过增大微分参数可以减小系统的超调。
但是微分参数过大时也容易产生系统的抖动和不稳定现象，因此需要根据系统的实际情况来进行调节。
三、PID调节压力1. 压力调节的重要性在实际控制系统中，往往需要对系统的压力进行精确控制，以保证系统的稳定性和安全性。
PID调节压力可以通过对比例、积分和微分参数进行调节来实现对系统压力的精确控制，从而达到系统稳定运行的目的。
2. 压力调节的方法在PID控制中，比例参数可以用来调节系统的控制精度和灵敏度，增大比例参数可以提高系统的响应速度和灵敏度，从而实现对系统压力的快速调节。
积分参数用来处理系统的稳态误差，通过增大积分参数可以消除系统的静态误差，使系统能够稳定运行。
微分参数主要用来抑制系统的震荡和过冲，通过增大微分参数可以减小系统的超调，使系统运行更加稳定。
PID就是比例微积分调节
PID就是比例微积分调节，具体你可以参照自动控制课程里有详细介绍！正作用与反作用在温控里就是当正作用时是加热，反作用是制冷控制。
PID控制简介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。
PID控制器比例、积分、微分控制规律优缺点及适用场合
PID控制器比例、积分、微分控制规律优缺点及适用场合综合了比例、积分和微分控制规律，在本文总结了各种控制规律的特点及使用场合，供大家比较使用。
P控制规律比例控制的输出信号与输入偏差成比例关系。
偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小偏差，是最基本的控制规律。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
I控制规律对于一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个系统是有差系统。
为了消除稳态误差，必须引入积分控制规律。
积分作用是对偏差进行积分，随着时间的增加，积分输出会增大，使稳态误差进一步减小，直到偏差为零，才不再继续增加。
因此，采用积分控制规律的主要目的就是使系统无稳态误差，提高系统的准确度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数TI，TI越大，积分作用越弱，反之则越强。
由于积分引入了相位滞后，使系统稳定性变差。
因此，积分控制一般不单独使用，通常结合比例控制构成比例积分(PI)控制器。
D控制规律在微分控制中，控制器的输出与输入偏差信号的微分(即偏差的变化率)成正比关系。
可减小超调量，并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
微分控制反映偏差的变化率，只有当偏差随时间变化时，微分控制才会对系统起作用，而对无变化或缓慢变化的对象不起作用。
因此微分控制在任何情况下不能单独与被控制对象串联使用。
需要说明的是，对于一台实际的PID控制器，如果把微分时间TD调到零，就成为一台比例积分控制器；如果报积分时间TI放大到最大，就成了一台比例微分控制器；如果把微分时间调到零，同时把积分时间放到最大，就成了一台纯比例控制器。
由于PID控制规律综合了比例、积分、微分三种控制规律的优点，具有较好的控制性能，因而应用范围更广。
PID控制器可以调整的参数是KP、TI、TD。
适当选取这三个参数的数值，可以获得较好的控制质量，实际应用过程中很多工程技术人员对PID参数整定不是很理想，这是应选择自整定功能强和控制算法先进的，方便获得最佳的PID参数。
PID比例积分微分
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，但是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。
比例（P）控制单独的比例控制也称“有差控制”，输出的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，放大能力又较弱的被控对象，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于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。
工业生产中比例控制规律使用较为普遍。
比例积分（PI）控制比例控制规律是基本控制规律中最基本的、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。
积分控制器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的大小有关，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。
积分控制规律又称无差控制规律。
积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。
积分时间越小，控制作用越强；反之，控制作用越弱。
积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。
因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。
pid控制的工作原理和应用
PID控制的工作原理和应用一、什么是PID控制PID控制是一种经典的闭环反馈控制算法，全称为“比例-积分-微分”控制（Proportional-Integral-Derivative Control）。
PID控制器根据实际测量值与设定值之间的误差，通过三个控制系数（比例系数、积分系数和微分系数）来调节输出信号，实现对被控对象的控制。
二、PID控制的工作原理PID控制器通过比例控制、积分控制和微分控制三个部分对误差信号进行处理，从而实现对被控对象的控制。
1. 比例控制比例控制是PID控制的基础，它通过将误差信号与比例系数相乘得到控制量。
比例控制能够快速响应系统的变化，但可能导致超调和震荡现象。
2. 积分控制积分控制通过将误差信号的积分值与积分系数相乘得到控制量。
积分控制可以消除系统静态误差，提高系统的稳定性，但可能导致系统的响应速度变慢。
3. 微分控制微分控制通过将误差信号的变化率与微分系数相乘得到控制量。
微分控制可以提高系统的响应速度，并抑制超调和震荡现象，但可能增加系统的噪声灵敏度。
4. 综合控制PID控制器将比例控制、积分控制和微分控制三个部分的输出信号进行加权求和，得到最终的控制量。
PID控制器可以通过适当调节控制系数来实现快速响应、精确控制和稳定性。
三、PID控制的应用PID控制器广泛应用于工业控制和自动化领域，以下列举了几个常见的应用案例：1. 温度控制PID控制器可以用于实现温度控制，使温度保持在设定值附近，并具有较小的波动。
例如，PID控制器可以用于控制制造过程中的熔炉温度、恒温槽的温度等。
2. 位置控制PID控制器可以用于实现位置控制，将被控对象的位置控制在预定值上。
例如，PID控制器可以用于控制机器人的关节位置、车辆的速度等。
3. 流量控制PID控制器可以用于实现流量控制，调节流体的流量大小。
例如，PID控制器可以用于控制管道中的液体或气体的流量、调节流体泵的输出等。
4. 压力控制PID控制器可以用于实现压力控制，将被控对象的压力维持在设定值附近。
PID控制器
e −τs
=
1ρ 1 + T0 s
e −τs
对于PD控制器：
δ D = 0.8δ TD =(0.25~ 0.3)τ
5.2 PID参数的整定方法---反应曲线法
柯恩（Cheen）-库思（Coon）整定公式
P控制器：
1 δ
=
1 K0
[(τ
/ T0 )−1
+ 0.3333]
PI控制器：
⎧1 ⎪⎪δ ⎨ ⎪ TI ⎪⎩T0
4）过程控制通道时间常数很大、且纯时延较大、负荷变化剧 烈时，不宜采用PID控制。
4
5.1 PID控制原理---算法选择原则
5）过程的传递函数表示为如下形式时
Go
(s)
=
Ko To s + 1
e −τ o s
则可根据τ0/T0的比值来选择调节规律：
τ0/T0<0.2，选用P或PI调节规律。
0.2<τ0/T0<1.0，选用PD或PID调节规律。
7
5.2 PID参数的整定方法---反应曲线法
A.无自衡过程
ε = tana
O
τ
t
G0' (s)
=
ε s
e −τs
对于PD控制器：
δ D = 0.8δ TD =(0.25~ 0.3)τ
5.2 PID参数的整定方法---反应曲线法
B.有自衡过程
Z (t )
O
τ
T0
K0
=
1 ρ
t
G
' 0
(
s
)
=
K0 1 + T0 s
5.1 PID控制原理---比例控制
控制器的输出信号u与输入偏差信号e成比例关系
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
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)的关系为因此它的传递函数为：它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ki和Kd）即可。
在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。
首先，PID应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。
其次，PID参数较易整定。
也就是，PID参数Kp，Ki和Kd可以根据过程的动态特性及时整定。
如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。
第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进，下面两个改进的例子。
在工厂，总是能看到许多回路都处于手动状态，原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。
由于这些不足，采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。
PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。
现在，自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。
在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解决：如果自整定要以模型为基础，为了PID参数的重新整定在线寻找和保持好过程模型是较难的。
闭环工作时，要求在过程中插入一个测试信号。
这个方法会引起扰动，所以基于模型的PID参数自整定在工业应用不是太好。
如果自整定是基于控制律的，经常难以把由负载干扰引起的影响和过程动态特性变化引起的影响区分开来，因此受到干扰的影响控制器会产生超调，产生一个不必要的自适应转换。
PID controller(PID 控制器)
PID控制器Wikipedia，免费百科全书比例积分微分控制器（PID调节器）是一个控制环，广泛地应用于工业控制系统里的反馈机制。
PID控制器通过调节给定值与测量值之间的偏差，给出正确的调整，从而有规律地纠正控制过程。
PID控制器算法涉及到三个部分：比例，积分，微分。
比例控制是对当前偏差的反应，积分控制是基于新近错误总数的反应，而微分控制则是基于错误变化率的反应。
这三种控制的结合可用来调节过程系统，例如调节阀的位置，或者加热系统的电源调节。
根据具体的工艺要求，通过PID控制器的参数整定，从而提供调节作用。
控制器的响应可以被认为是对系统偏差的响应。
注意一点的是，PID算法不一定就是系统或系统稳定性的最佳控制。
一些应用可能只需要运用一到两种方法来提供适当的系统控制。
这是通过把不想要的控制输出置零取得。
在控制系统中存在P,PI,PD,PID调节器。
PI调节器很普遍，因为微分控制对测量噪音非常敏感。
积分作用的缺乏可以防止系统根据控制目标而达到它的目标值。
图1. PID控制器框图注释：由于控制理论和应用领域的差异，很多相关变量的命名约定是常用的。
1．控制环基础一个关于控制环类似的例子就是保持水在理想温度，涉及到两个过程，冷、热水的混合。
人可以凭触觉估测水的温度。
基于此他们设计一个控制行为：用冷水龙头调整过程。
重复这个过程，调节热水流直到温度处于期望的稳定值。
感觉水温就是对过程值或变量的测量。
期望得到的温度称为给定值。
控制器的输出对象和过程的输入对象称为控制参数。
测量值与给定值之间的差就是偏差值，太高、太低或正常。
作为一个控制器，在确定温度给定值后，就可以粗略决定改变阀门位置多少，以及怎样改变偏差值。
首次估计即是PID 控制器的比例度的确定。
当它几乎正确时，PID控制器的积分作用就是起着逐渐调整温度的作用。
微分作用就是根据水温变得更热、更冷，以及变化速率来决定什么时候、怎样调整那些阀门。
当偏差小时而做了一个大变动，相当于一个大的调整控制器，会导致超调。
pid的控制原理
pid的控制原理
pid控制器是一种常用的控制器，它基于被控对象的反馈信息来调节控制信号，使得被控对象的输出能够达到预期目标。
pid控制器的控制原理可以描述为以下三个部分：
1. 比例控制：pid控制器首先根据被控对象的反馈信息与期望值之间的差距，计算出一个比例项，该比例项与控制信号成正比，即被控对象的输出与控制信号呈线性关系。
比例项的作用是快速响应被控对象的变化，但容易产生过冲和不稳定。
2. 积分控制：pid控制器根据被控对象反馈信息的累积误差，计算出一个积分项，该积分项与控制信号成正比，即被控对象的输出与控制信号呈现出积分关系。
积分项的作用是消除稳态误差，但容易产生震荡和过度调节。
3. 微分控制：pid控制器根据被控对象反馈信息的变化率，计算出一个微分项，该微分项与控制信号成反比，即被控对象的输出与控制信号呈非线性关系。
微分项的作用是抑制过冲和减小调节时间，但容易受到噪声和干扰的影响。
综合比例、积分和微分三个控制项，pid控制器可以实现快速响应、消除稳态误差、抑制过冲和减小调节时间等多种控制效果，是工业自动化控制领域中常用的控制器之一。
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组件pid效应
组件pid效应PID（比例积分微分）控制器，是一种通用的线性非线性系统控制系统，大多数情形下，是用来控制反馈设备的模拟控制器。
它能够提供动态平稳的运动控制，并具有抗外界扰动能力强的特点。
组件PID效应是由于系统内数据的变化引起的PID控制器的效果。
在计算机系统里，组件PID效应是指计算机系统中的多个组件相互影响而导致系统性能发生变化的现象。
这种效应是由组件之间相互作用所引起的，它可以是一种正效果，也可以是一种负效果。
组件PID效应是一种自然效应，当某个部分改变时，其他部分也会因此受到影响，也就是我们俗称的组件的“木块效应”，即一次改变一个组件，其他组件也会受到影响。
组件PID效应的出现，有利于提高系统的性能。
因为当各个组件之间相互作用时，它们能够互相平衡，使得系统运行更加顺畅、稳定。
通过改变某个组件，可以使整个系统更具有灵活性，使其能够更好地适应外界变化，从而提高系统的运行效率。
另一方面，组件PID效应也会对系统带来负面影响。
当组件之间的作用失衡时，系统的性能会受到影响，影响的程度是由调整参数的不同而决定的，例如，当系统中某一组件的调节参数发生变化时，会引起其他组件的参数调节发生变化，从而引发系统出现问题。
为了克服组件pid效应带来的不利影响，可以采用调整控制参数的方法来消除系统的负面影响，这样就可以有效地抑制系统性能的下降。
此外，系统的设计也可以采用这种方法，即通过减少或者改变组件之间的相互作用来缓解组件的PID效应。
综上所述，组件PID效应是一种双刃剑，它有利有弊，它既可以提高系统的性能，也会给系统带来负面影响。
要想更好地利用组件PID效应，就需要采取有效措施，尤其是在系统设计阶段要尽量减少组件之间的影响和相互作用，同时采取合理的控制参数调整，以抑制系统性能不利影响。
PID就是比例微积分调节
PID就是比例微积分调节，具体你可以参照自动控制课程里有详细介绍！正作用与反作用在温控里就是当正作用时是加热，反作用是制冷控制。
PID控制简介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。
比方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。
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PID（比例积分微分）英文全称为Proportion Integration Differentiation，它是一个数学物理术语。
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。
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。
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。
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。