常規(guī)PID控制器是一種線性控制器，PID可通過比例、積分和微分通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制。為增進大家對PID的認識，本文將對PID控制器參數調節(jié)以及PID控制器的作用予以介紹。如果你對PID具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、PID控制器參數調節(jié)
PID控制器由比例調節(jié)、積分調節(jié)、微分調節(jié)三部分組成。比例調節(jié)根據偏差的大小調節(jié)輸出，積分調節(jié)根據偏差進行積分累計來調節(jié)輸出，微分調節(jié)根據偏差的微分來調節(jié)輸出。PI控制器的表達式為：u(t) = Kp*e(t) + Ki*∫e(t) dt+Kd*de(t)/dt
對于一個控制系統(tǒng)，我們期望的響應結果是穩(wěn)(系統(tǒng)穩(wěn)定不震蕩不發(fā)散)、快(系統(tǒng)響應快速)、準(系統(tǒng)靜態(tài)誤差小)。對PID控制器的調節(jié)結果評價也是如此。
比例系數Kp：
三個參數中的絕對主力，不可或缺。Kp增大可以加快系統(tǒng)響應，減小靜差，但系統(tǒng)超調量會加大，穩(wěn)定性變差。比例控制是一種立即控制，只要有偏差，就立即輸出控制量。大部分系統(tǒng)只需要P控制即可實現基本的穩(wěn)快準需求。
積分系數Ki：
三個參數中的一般主力，用于消除靜差、Ki減小可以降低超調量，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強。積分控制是一種修復控制，只要有偏差，就會逐漸去往消除偏差的方向去控制。
微分系數Kd：
三個參數中的預備人員，一般不用，在反饋量噪聲比較大時可能會使系統(tǒng)震蕩。Kd增大可以加快系統(tǒng)響應，減小超調量，適用于遲滯系統(tǒng)或無阻尼系統(tǒng)。微分控制是一種提前控制，以偏差的變化率為基準進行控制。
基本調試方法：先比例(從中間到兩邊)、后積分(從0到大)、再微分(從0到大)。
二、PID控制器作用
1、比例調節(jié)作用
是按比例反應系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現了偏差，比例調節(jié)立即產生調節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
2、積分調節(jié)作用
是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。因為有誤差，積分調節(jié)就進行，直至無差，積分調節(jié)停止，積分調節(jié)輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數Ti，Ti越小，積分作用就越強。
反之Ti大則積分作用弱，加入積分調節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢。積分作用常與另兩種調節(jié)規(guī)律結合，組成PI調節(jié)器或PID調節(jié)器。
3、微分調節(jié)作用
微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調，減少調節(jié)時間。
微分作用對噪聲干擾有放大作用，因此過強的加微分調節(jié)，對系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調節(jié)規(guī)律相結合，組成PD或PID控制器。
PID控制是一種常用的控制算法，可以用來調節(jié)系統(tǒng)的輸出值，使其達到預期值，并保持在穩(wěn)定狀態(tài)下。PID控制的主要作用包括以下幾個方面：
提高控制精度：PID控制算法可以根據實際輸出值與預期輸出值之間的誤差信號，及時調整控制輸出值，從而實現對控制精度的提高。
適應性強：PID控制器具有自適應性，能夠根據系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)自動調整控制參數，適應不同的工況要求。
快速響應：PID控制器的響應速度很快，能夠實現快速控制響應，適用于需要快速調節(jié)的控制場合。
穩(wěn)定性好：PID控制器可以實現對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制，即使在外界干擾或者系統(tǒng)參數發(fā)生變化的情況下，也能夠保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
易于實現：PID控制器算法簡單，易于實現，可應用于多種控制場合，如溫度控制、速度控制、位置控制等。
綜上所述，PID控制器在自動化控制領域具有廣泛的應用價值，可用于提高控制精度、實現系統(tǒng)穩(wěn)定控制和快速響應等多種控制要求。
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