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2024年5月12日发(作者：)
PID是什么意思
PID是比例，积分，微分的缩写.
比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调 节立即产生
调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误 差，但是过大的比例，使系
统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分 调节就进行，
直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的 强弱取决与积分时间常数
Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分作用 弱，加入积分调节可使系统稳定性
下降，动态响应变慢。积分作用常与另两 种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用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。在微分时间选择 合适情况下，可以减少超调，减少调节
时间。微分作用对噪声干扰有放大作 用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此
外，微分反应的是变化 率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独
使用，
PID控制原理：
1、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。
2、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。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。
3、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。
PID参数的设置的大小，一方面是要根据控制对象的具体情况而定；另一方面是经验。
P是解决幅值震荡，P大了会出现幅值震荡的幅度大，但震荡频率小，系统达到稳定时间
长；I是解决动作响应的速度快慢的，I大了响应速度慢，反之则快；D是消除静态误差的，
一般D设置都比较小，而且对系统影响比较小。
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；(3)在一定的控制度
下通过公式计算得到PID控制器的参数。
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