PID最通俗的理解和引數設定口訣
阿新 • • 發佈：2019-01-04
一種通俗易懂的講解
控制模型：你控制一個人讓他以PID控制的方式走110步後停下。
（1）P比例控制，就是讓他走110步，他按照一定的步伐走到一百零幾步（如108步）或100多步（如112步）就停了。
說明：
P比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關係。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。
（2）PI積分控制，就是他按照一定的步伐走到112步然後回頭接著走，走到108步位置時，然後又回頭向110步位置走。在110步位置處來回晃幾次，最後停在110步的位置。
說明：
在積分I控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。對一個自動控制系統，如果在進入穩態後存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統（System with Steady-state Error）。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決於時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等於零。因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
（3）PD微分控制，就是他按照一定的步伐走到一百零幾步後，再慢慢地向110步的位置靠近，如果最後能精確停在110步的位置，就是無靜差控制；如果停在110步附近（如109步或111步位置），就是有靜差控制。
說明：
在微分控制D中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分（即誤差的變化率）成正比關係。
自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩，其原因是由於存在有較大慣性元件（環節）或有滯後（delay）元件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例P”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢。這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控物件，比例P+微分D（PD）控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
PID常用口訣:
引數整定找最佳，從小到大順序查，
先是比例後積分，最後再把微分加，
曲線振盪很頻繁，比例度盤要放大，
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳，
曲線偏離回覆慢，積分時間往下降，
曲線波動週期長，積分時間再加長，
曲線振盪頻率快，先把微分降下來，
動差大來波動慢，微分時間應加長，
理想曲線兩個波，前高後低四比一，
一看二調多分析，調節質量不會低
控制模型：你控制一個人讓他以PID控制的方式走110步後停下。
（1）P比例控制，就是讓他走110步，他按照一定的步伐走到一百零幾步（如108步）或100多步（如112步）就停了。
說明：
P比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關係。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差（Steady-state error）。
（2）PI積分控制，就是他按照一定的步伐走到112步然後回頭接著走，走到108步位置時，然後又回頭向110步位置走。在110步位置處來回晃幾次，最後停在110步的位置。
說明：
在積分I控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。對一個自動控制系統，如果在進入穩態後存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統（System with Steady-state Error）。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決於時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等於零。因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
（3）PD微分控制，就是他按照一定的步伐走到一百零幾步後，再慢慢地向110步的位置靠近，如果最後能精確停在110步的位置，就是無靜差控制；如果停在110步附近（如109步或111步位置），就是有靜差控制。
說明：
在微分控制D中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分（即誤差的變化率）成正比關係。
自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩，其原因是由於存在有較大慣性元件（環節）或有滯後（delay）元件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例P”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢。這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控物件，比例P+微分D（PD）控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
PID常用口訣:
引數整定找最佳，從小到大順序查，
先是比例後積分，最後再把微分加，
曲線振盪很頻繁，比例度盤要放大，
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳，
曲線偏離回覆慢，積分時間往下降，
曲線波動週期長，積分時間再加長，
曲線振盪頻率快，先把微分降下來，
動差大來波動慢，微分時間應加長，
理想曲線兩個波，前高後低四比一，
一看二調多分析，調節質量不會低