PID控制详解：工业控制中广泛应用的可靠算法

在工程实际里面，这PID控制可是超级重要为啥这么说，它作为应用极为广泛的调节器控制规律，那价值可不小，但也有些地儿让人琢磨不透，今天咱就好好唠唠。

比例控制作用

比例控制能成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)。偏差一冒出来，控制器立马就起控制作用来减小偏差。但，实际的系统有惯性，控制输出变了之后，实际y(t)值还得等会儿才慢慢变化。而且单靠比例调节没法完全消除误差，不能让被控的PV值达到给定值。像在那种有一定延迟的工业生产线上，比例控制虽然反应快，可总有那么点差距到不了理想值实在有点难受。

积分控制价值

积分控制可以在比例控制的基础上消除余差。对于稳定之后有累积误差的系统，它能进行误差修整，减小稳态误差。一般来说I参数从大往小调，也就是把积分作用从小往大调。咱们观察系统响应，得既能快速消除误差，达到给定值，又不引起振荡才行。就好比在水流控制里pwm控制电机原理，要是有一点点水流累积的误差，积分控制就能慢慢把水流量调整到准确的状态。

微分控制特色

微分控制可是超前控制！它能够调节系统速度、减小超调量、提高稳定性。不过这里也有门道，要是它的时间常数太大，就会引入干扰、让系统冲击大；要是太小，调节周期就会很长、效果就不咋好了。这就如同一辆汽车，如果在拐弯的时候，系统调节太快或者太慢都不合适，必须有个恰到好处的控制才行。

PID综合效果

比例、积分、微分控制相互搭配，合理选好PID调节器的参数。参数有比例系数Kp、积分时间常数τi和微分时间常数τD，选得好，就可以迅速、准确又平稳地消除偏差，达到超棒的控制效果。比如说在电机速度控制中，这三种控制综合起来作用就可以让电机稳稳地以我们需要的速度运行，就像有个高超的骑手在精准地驾驭马儿一样。

PI和PD控制特点

比例+积分(PI)控制器能让系统进入稳态后没有稳态误差。只不过前面说过了，比例和积分调节都是出了误差之后才调节，是事后调节，对动态还是会有差的。而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。像是在炉温控制中，PI控制器能最后让温度稳定，PD控制器能让温度快速接近需要的区间。

参数整定方法

要确定PID控制器参数也很关键，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有特点，但都要先试验，再按工程经验公式对参数整定。比如在临界比例法里，先只加入比例控制环节，等系统出现临界振荡，记下比例放大系数和临界振荡周期，然后把比例增益P调小直到振荡消失，再设定PID的比例增益P为此时值的60% - 70%。

大家来说说，在你们接触的工程里pwm控制电机原理，哪种整定方法用得最多效果最好？如果觉得文章有用就点赞分享！

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