最近在调PID参数，无意中搜到这篇，在此分享一下。

PID原理详解（学习笔记1）

一、P比例控制

二、I 积分控制

三、微分作用

四、总结

***关于pid原理，我们可以通过一个实际装水的例子来进行学习→→

基本公式

结构图

假设：

现在有一个水箱，它目前实际液位h=0.2m

目标是经过调节后它的液位达到理想液位H=1.0m

给定比例系数 kp=0.5

一、P比例控制

情况一：只用p控制:

起始误差err0=1.0-0.2=0.8m

第一轮调节后：

水箱实际高度 h=0.2+0.8×0.5= 0.6m

当前误差err=0.4m

第二轮调节：

水箱实际高度 h=0.6+0.4*0.5= 0.8m

当前误差 err=0.2m

第三轮调节：、

水箱实际高度 h=0.8+0.2×0.5= 0.9m

当前误差err=0.1m

。。。

。。。

如此往复循环，最终水箱的液位高度就能基本达到理想高度H=1.0附近。

特性总结：

优点：Kp越大，调节过程越快（调节时间ts越小），响应速度变快；

缺点：Kp越大，超调量也会随之变大，系统调节过程的震荡性就会变强，稳定性变弱；

且单纯的用比例作用，系统大概率会存在稳态误差，为有差系统；

二、I 积分控制

情况二：考虑容器漏水的情况

每一轮漏水量 h0=0.1m

若只有比例控制，按照情况一的流程

直到液位 h=0.8m时

此时，每次增加的液位▲h= 0.5×0.2=0.1m

恰好▲h=h0=0.1m（漏水量=进水量）；

液位不再上升;

所以实际液位将永远不会到达1.0m，将存在稳态误差error=0.2m；系统为有差系统。

这时候，积分大佬闪亮登场~~↓

这个时候引入积分控制，积分作用将对以前的每次误差进行累计；

液位h <1m 时，进行正向积分作用

液位h >1.0时，进行负向积分作用

直到误差为err= 0，积分作用停止。

特性总结：

在控制器中引入“积分项”，可消除稳态误差，提高无差度；

积分系数Ki越小，积分作用越大；

积分作用越强，系统稳定性变弱，系统动态过程越慢；

对高阶系统也不能消除稳态误差（自控里边稳态误差那个表）；

三、微分作用

情况三

 微分作用的引入，可以加快调节液位的速度，

 当误差err比较小时，微分作用可以让调节作用变弱，

 这样就增强了液位调节过程的稳定性，也加快了调节过程。

概括： 微分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。

特性总结：

微分作用可以减少超调，减少调节时间。

微分作用对高频噪音有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。

四、总结

正如我的一个老师总结所说：pid控制器具有很强的哲理性， p代表控制现在，i是汲取曾经的经验，d是预判的去掌控未来。

只有不忘曾经，把握当下，规划未来；我们的人生轨迹才会按照既定的目标前进！

<注>: 为今日学习笔记，若有不妥之处，还请指正！

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1、比例控制（P）：控制器的输出与输入误差信号成比例关系。如果只有比例控制，则系统输出存在稳态误差。

2、积分控制（I）：控制器的输出与输入信号的积分成正比。积分项可以消除稳态误差。P+I可以让系统编程无稳态误差。

3、微分控制（D）：控制器的输出与输入信号的微分成正比。微分项可以避免超调现象。对于有较大惯性或者滞后的被控对象，P+D可以改善系统在调节过程中的动态特性。

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

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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