PID控制是一種線性控制，PID控制通過積分作用消除誤差，而微分控制可縮小超調(diào)量，加快反應(yīng)，是綜合了PI控制與PD控制長處，并消除其短處。為增進大家對PID的認識，本文將對PID控制、PID控制作用予以介紹。如果你對PID具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、PID控制
PID控制從20世紀30年代末期出現(xiàn)以來，已成為模擬控制系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種控制方式。技術(shù)人員和操作人員對它也最為熟悉。在工業(yè)過程控制中，由于難以建立被控對象精確的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，所以運用控制理論分析綜合代價比較大。PID控制技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)整方便，其實質(zhì)是根據(jù)輸入的偏差值，按比例、積分、微分的函數(shù)關(guān)系進行運算，運算結(jié)果用以輸出進行控制。它是在長期的工程實踐巾總結(jié)出來的一套控制方法，實際運行經(jīng)驗和理論分析都表明，對許多工業(yè)過程進行控制時，這種方式都能得到比較滿意的效果。
在計算機用于工業(yè)控制之前，氣動、液動和電動的PID模擬控制器在過程中占有壟斷地位。在計算機用于過程控制之后，雖然出現(xiàn)了許多只能用計算機才能實現(xiàn)的先進控制策略，但資料表明，采用PID的計算機控制回路仍占85%以上。用計算機實現(xiàn)PID控制，形成了數(shù)字PID控制技術(shù)。它并非只能簡單地重現(xiàn)模擬PID控制器的功能，而是在把模擬PID控制規(guī)律數(shù)字化的同時，結(jié)合了計算機控制的特點及計算機邏輯判斷功能，增加了許多功能模塊，使傳統(tǒng)的PID控制更加靈活多樣，更能滿足生產(chǎn)過程提出的要求。數(shù)字PID控制器的設(shè)計是一種連續(xù)化設(shè)計方法，這種連續(xù)化設(shè)計技術(shù)要求在采樣周期化比較短的情況下，才能達到滿意的控制效果。
二、PID控制作用是什么
1、PID(比例-積分-微分)控制器作為最早實用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。
2、PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。
3、 PID控制器由比例單元(P)、積分單元(I)和微分單元(D)組成。
4、其輸入e (t)與輸出u (t)的關(guān)系為 因此它的傳遞函數(shù)為： 它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設(shè)定三個參數(shù)(Kp， Ki和Kd)即可。
5、在很多情況下，并不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。
6、 首先，PID應(yīng)用范圍廣。
7、雖然很多工業(yè)過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可控制了。
8、 其次，PID參數(shù)較易整定。
9、也就是，PID參數(shù)Kp，Ki和Kd可以根據(jù)過程的動態(tài)特性及時整定。
10、如果過程的動態(tài)特性變化，例如可能由負載的變化引起系統(tǒng)動態(tài)特性變化，PID參數(shù)就可以重新整定。
11、 第三，PID控制器在實踐中也不斷的得到改進，下面兩個改進的例子。
12、 在工廠，總是能看到許多回路都處于手動狀態(tài)，原因是很難讓過程在“自動”模式下平穩(wěn)工作。
13、由于這些不足，采用PID的工業(yè)控制系統(tǒng)總是受產(chǎn)品質(zhì)量、安全、產(chǎn)量和能源浪費等問題的困擾。
14、PID參數(shù)自整定就是為了處理PID參數(shù)整定這個問題而產(chǎn)生的。
15、現(xiàn)在，自動整定或自身整定的PID控制器已是商業(yè)單回路控制器和分散控制系統(tǒng)的一個標準。
16、 在一些情況下針對特定的系統(tǒng)設(shè)計的PID控制器控制得很好，但它們?nèi)源嬖谝恍﹩栴}需要解決： 如果自整定要以模型為基礎(chǔ)，為了PID參數(shù)的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。
17、閉環(huán)工作時，要求在過程中插入一個測試信號。
18、這個方法會引起擾動，所以基于模型的PID參數(shù)自整定在工業(yè)應(yīng)用不是太好。
19、 如果自整定是基于控制律的，經(jīng)常難以把由負載干擾引起的影響和過程動態(tài)特性變化引起的影響區(qū)分開來，因此受到干擾的影響控制器會產(chǎn)生超調(diào)，產(chǎn)生一個不必要的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換。
20、另外，由于基于控制律的系統(tǒng)沒有成熟的穩(wěn)定性分析方法，參數(shù)整定可靠與否存在很多問題。
21、 因此，許多自身整定參數(shù)的PID控制器經(jīng)常工作在自動整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。
22、自動整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動計算PID參數(shù)。
23、 PID在控制非線性、時變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過程時，工作地不是太好。
24、最重要的是，如果PID控制器不能控制復(fù)雜過程，無論怎么調(diào)參數(shù)都沒用。
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