PID控制器的工作原理是什么?PID控制作用有哪些?

PID控制器，由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元 D 组成，PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。为增进大家对PID的认识，本文将对PID工作原理、特点以及PID控制作用予以介绍。如果你对PID具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、PID的工作原理和特点

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。

PID的应用和使用以及如何调整皮德看起来又高又帅，但事实上，我们都对他的外表感到震惊。我先被别人愚弄，然后被公式愚弄。因为大多数人都不会忘记高数字，当我再次查看公式时，我吓死了。在理解了非常肤浅的原理之后，结果公式不被理解，含义也不被理解。因此，它最终不是彻底的。我会先分析公式，理解公式。我将结合互联网上的一些PID示例来理解它。

首先，应简单消除PID三个系数的含义，同时防止自遗忘。P是比例系数，I是积分系数，D是微分系数。

在工业生产过程中，生产装置的温度、压力、流量、液位等过程变量，往往需要保持在一定的值或按一定的规律改变，以满足生产过程的要求。PID控制器是根据PID控制原理调整整个控制系统的偏差，使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，必须合理选择相应的控制规律，否则PID控制器无法达到预期的控制效果。

PID控制器(比例-积分-微分控制器)，由比例单位P、积分单位I和微分单位d组成，通过设置Kp、Ki和Kd三个参数。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。PID控制器是工业控制中常用的一种反馈回路元件。控制器将收集到的数据与一个参考值进行比较，并使用这个差值来计算一个新的输入值，目的是使系统数据保持在参考值或参考值上。不同于其他简单的控制操作，PID控制器可以根据历史数据和差值率调整输入值，使系统更加精确和稳定。从数学上证明，当其他控制方法导致系统出现稳定性误差或过程重复时，PID反馈回路能够保持系统的稳定性。

二、PID控制作用是什么

1、PID(比例-积分-微分)控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。

2、PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。

3、 PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。

4、其输入e (t)与输出u (t)的关系为 因此它的传递函数为： 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数(Kp， Ki和Kd)即可。

5、在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。

6、 首先，PID应用范围广。

7、虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。

8、 其次，PID参数较易整定。

9、也就是，PID参数Kp，Ki和Kd可以根据过程的动态特性及时整定。

10、如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。

11、 第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进，下面两个改进的例子。

12、 在工厂，总是能看到许多回路都处于手动状态，原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。

13、由于这些不足，采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。

14、PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。

15、现在，自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。

16、 在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解决： 如果自整定要以模型为基础，为了PID参数的重新整定在线寻找和保持好过程模型是较难的。

17、闭环工作时，要求在过程中插入一个测试信号。

18、这个方法会引起扰动，所以基于模型的PID参数自整定在工业应用不是太好。

19、 如果自整定是基于控制律的，经常难以把由负载干扰引起的影响和过程动态特性变化引起的影响区分开来，因此受到干扰的影响控制器会产生超调，产生一个不必要的自适应转换。

20、另外，由于基于控制律的系统没有成熟的稳定性分析方法，参数整定可靠与否存在很多问题。

21、 因此，许多自身整定参数的PID控制器经常工作在自动整定模式而不是连续的自身整定模式。

22、自动整定通常是指根据开环状态确定的简单过程模型自动计算PID参数。

23、 PID在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时，工作地不是太好。

24、最重要的是，如果PID控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数都没用。

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