pid调节中的pid是什么意思，PID是什么PID的形象说明和调试口诀详细说明

很多朋友对pid调节中的pid是什么意思，PID是什么PID的形象说明和调试口诀详细说明不是很了解，艾巴小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

(1)让我们彻底了解PID是什么。PID是什么？PID，意为“比例、积分、微分”，是一种非常常见的控制算法。在工程实践中，应用最广泛的调节器控制规律是比例、积分和微分控制，简称PID控制，也称为PID调节。由于其结构简单、稳定性好、运行可靠、调节方便，已成为工业控制的主要技术之一。算法不可食用。PID已有107年的历史。

并不是一件很神圣的事情，想必大家也看到了PID的实际应用。比如四轴飞行器、平衡车、汽车的恒速巡航、3D打印机上的温度控制器都是类似于这样的：当某个物理量需要“保持稳定”(比如保持平衡、稳定温度、转速等)时，PID会有很大的用处。).那么问题来了：比如我想控制一个“快速加热”，保持一壶水的温度在50

这么简单的任务为什么要用微积分理论呢？你一定在想：这不是那么容易吗~ 50度以下就让它升温，50度以上就切断电源？Arduino分钟写了几行代码。没错~要求不高真的可以这样做~但是！换个角度，你就知道问题出在哪里了：如果我的控制对象是一辆车呢？如果你想把车速保持在50km/h，你敢不敢。

想象一下，如果汽车的巡航控制电脑检测到某一时刻车速为45km/h。它立刻命令发动机：加速！结果发动机突然来了个100%全油门，车突然加速到60 km/h，这时电脑又发出了一个命令：刹车！结果，吱..哇..(乘客吐槽)

所以在大多数场合，用“开关量”来控制一个物理量是比较简单粗暴的。有时候，维持稳定是不可能的。因为单片机和传感器不是无限快，采集和控制需要时间。而且，被控对象具有惯性。例如，如果你拔掉一个加热器，它的“余热”(即热惯性)可能会保持水温上升一小会儿。这时候就需要一个“算法”:它能把要控制的物理量带到目标附近。

它可以“预测”这个量的变化趋势，还可以消除散热、电阻等因素造成的静态误差.于是，当时的数学家发明了这个永恒的算法——，就是PID。你应该已经知道P，I，D是三个不同的调节函数，可以单独使用(P，I，D)，两个或两个(PI，PD)或者三个一起使用(PID)。这三个功能有什么区别？客官，别急，慢慢听我说。

我们只说PID控制器的三个基本参数：KP，Ki，KD。KPP意味着比例。它的作用最明显，原理最简单。先说这个：要控制的量，比如水温，有它当前的“当前值”和我们预期的“目标值”。当两者相差不大时，让加热器“轻轻”加热。如果因为某种原因温度下降很多，让加热器“稍微”加热一下。

如果当前温度远低于目标温度，让加热器“满功率运行”，让水温尽快达到目标。这就是p的作用，相比开关控制方式，是否“温柔”？实际编写程序时，让偏差(目标减去电流)与调节装置的“调节强度”建立线性函数关系，就可以实现最基本的“比例”控制。KP越大，调整效果越激进，kP越小，调整效果越保守。

如果你在做平衡车，用P的功能，你会发现平衡车在平衡角附近来回“狂摇”，比较难稳定。如果你已经到了这一步，恭喜你！离成功只有一小步~kDD的作用比较好理解，先说D，我最后说。刚才我们有了P的作用，你很容易发现，只有P并不能让平衡站立起来，水温控制的晃晃悠悠，好像整个系统都不是特别稳定，总是“晃晃悠悠”。

在你的头脑中想象一个弹簧：它现在处于平衡的位置。拉一下就松手。这个时候就会震荡。因为阻力很小，所以可能会振荡很长时间才再次停在平衡位置。想象一下，如果上图所示的系统浸没在水中，你也可以拉它：这种情况下，停在平衡位置的时间要短得多。我们需要一个控制函数，使被控物理量的“变化速度”趋于零，类似于“阻尼”函数。

因为，在接近目标的时候，P的控制作用比较小。越接近目标，p的作用越平缓，有很多内部或外部因素使得控制变量在小范围内摆动。D的作用是使物理量的速度趋于零。每当这个量有速度时，D就会反方向施力，试图阻止这种变化。kD参数越大，速度反方向的制动力越强。

如果是平衡车，加上P和D控制功能，参数调得合适的话，应该是能站得住的~干杯。等等，PID三兄弟真的想再要一个。看起来PD可以保持物理量稳定，何苦呢？因为我们忽略了一个重要的情况：kI还是以热水为例。假设有人把我们的取暖设备拿到一个很冷的地方，开始烧水。需要烧到50。

在P的作用下，水温缓慢上升。直到温度升到45他才发现一件坏事：天气太冷了，水散热的速度和p控制加热的速度相等，怎么办？p哥是这样想的：我离目标很近了，只需要轻轻加热。d哥是这么认为的：加热和散热是对等的，温度不波动。好像不需要调整什么。结果水温永远停留在45，永远达不到50。

作为一个人，根据常识，我们知道加热功率应该进一步增加。但是怎么算涨幅呢？之前科学家想到的方法真的很巧妙。设置一个积分。只要偏差存在，偏差就不断地被整合(积累)并反映在调整力度上。

这样，即使45和50相差不太大，随着时间的推移，只要没有达到目标温度，这个积分就会不断增加。系统会逐渐意识到没有达到目标温度，是时候加大功率了！达到目标温度后，假设温度不波动，积分值不会再变化。此时，加热功率仍然等于冷却功率。但是，温度稳定在50。kI值越大，积分时间倍增系数越大，积分效果越明显。

因此，I的作用是减小静态误差，使被控物理量尽可能接近目标值。我用的时候还有一个问题：需要设置积分极限。防止加热开始时积分过大，难以控制。(2)让我们来看看如何调整PID。(PID参数调整公式)参数整定找最佳，从小到大，先查比例，再积分，最后加微分曲线频繁振荡，比例带盘要放大。

曲线在大湾附近浮动，从比例带板到小拉曲线的偏离回归缓慢，积分时间下行曲线波动周期长，积分时间较长曲线振荡频率快。先降微分，动差大，然后波动慢。微分时间在理想曲线中要拉长两波，四波前高后低比一看两调质量不会低。如果响应较快，增加P，减少I，如果响应较慢，减少P，增加I，比例太大，系统会振荡，积分太大，系统慢。

以上就是关于pid调节中的pid是什么意思，PID是什么PID的形象说明和调试口诀详细说明的知识，希望能够帮助到大家！