什么是PID—一种通俗易懂的讲解

安

作者： 风中的歌  

  最近从网上看到了一种对PID的解释，比较通俗易懂，也好记住，经过自己的整理后说明如下。

控制模型：你控制一个人让他以PID控制的方式走110步后停下。

（1）P比例控制，就是让他走110步，他按照一定的步伐走到一百零几步（如108步）或100多步（如112步）就停了。

说明：
P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（Steady-state error）。

（2）PI积分控制，就是他按照一定的步伐走到112步然后回头接着走，走到108步位置时，然后又回头向110步位置走。在110步位置处来回晃几次，最后停在110步的位置。

说明：
在积分I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（System with Steady-state Error）。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）PD微分控制，就是他按照一定的步伐走到一百零几步后，再慢慢地向110步的位置靠近，如果最后能精确停在110步的位置，就是无静差控制；如果停在110步附近（如109步或111步位置），就是有静差控制。

说明：
在微分控制D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（delay）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P”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P+微分D（PD）控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

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神無

通俗是蛮通俗的，但是没有反映PID的本质
P是比例控制，反映控制者对于当前情况的判断。所以，P仅根据当前量计算，为输入量乘以增益。
I是积分控制，反映控制者对于过去情况的判断。所以，I根据过去量计算，为以往输入量的综合乘以增益。
D是微分控制，反映控制者基于过去和现在的趋势，而后对于未来的判断。所以，D根据现在和过去量的变化计算，为各输入量的差值乘以增益。
以一辆汽车向某人A开去做例子
汽车正在向A开去，所以A开始后退，这就是P；
汽车已经向A开了10米，所以A也后退了10米，这就是I；
汽车开得很快，所以A后退的很快，这就是D。
PID朴素的反映的人类对于外在变化作出反映的基本模式，这也是PID适用范围如此之广的原因之一。

lcy112002

果然很通俗易懂 支持支持！！！

xiaocanyang

呵呵，我们新手还是需要了解一下的。谢谢

安

谢谢2楼的解释。让大家更直接的了解PID的意义。

tlong_1919

dingdingdingdingdingdingdingdingdingdingdingding

baiwu

看看先，支持楼主分享

shuixingoo

~\(≧▽≦)/~

ztlzty60

讨论的很好！学习了！

winter91

懂一点点 了 嘿嘿