pid控制算法的原理及应用，PID控制算法是什么

很多朋友对pid控制算法的原理及应用，PID控制算法是什么不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

** PID控制算法**是一种结合比例(P)、积分(I)和微分(D)提供的负反馈信号来校正系统误差，从而保证系统相对稳定或平衡的控制算法。但它不等同于三环控制，三环控制只是PID算法的具体应用之一。01.什么是反馈瓦力？反馈是指将系统的输出信号作为其输入信号的过程。根据反馈信号的极性，可分为正反馈和负反馈。

* *正反馈* *是指受控部分(系统)的反馈(输出)信号，其方向与控制(输入)信号一致，能加强控制部分的活动。这种反馈(输出)信号会再次输入到系统中，并同向影响其输出结果，从而不断加大被控量的实际值与期望值的偏差，使系统趋于不稳定状态。

比如河水污染导致大量死鱼，死鱼的尸体又污染河水，所以死鱼多。河水的实际污染与预期的清澈度差距越来越大，这是生态环境的正反馈。反之，负反馈是指反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反，叠加结果会削弱净输入信号。比如人在体温升高时会出汗，出汗会散热，降低体温。02.PID控制算法瓦力；

PID控制算法也包含负反馈逻辑，为人类生活服务。例如，如果没有PID控制算法，仅仅依靠空调系统原有的控制能力，将会导致温度控制偏差大，响应速度慢的缺点。48660.88868688661

假设预期室温为30，但空调系统无法通过负反馈信号知道实际温度偏差，只能机械地吹出30的风，很可能永远无法准确达到预期的30。而且实际环境温度越低，空调调节室温越慢。瓦力：但是当PID控制算法加入到空调系统中时，情况将会非常不同。#1比例控制

比例控制作为最简单的控制方法，可以使输入信号按比例反映输出信号，从而提高系统的动态响应速度，使系统比原来的状态更加精确和稳定。比如把室温从30降低到20，降低10的任务可以按等比例分成10份，交给空调系统执行。那么，如果空调系统以1/S的速度降温，理论上来说，可以在第十秒达到预期的室温。瓦力：

但由于空调系统在1/S的速度下可能无法准确降温，再结合当时的室温情况，实际室内每秒钟的降温幅度在1并不准确，因此存在稳态误差。因此，如果只在系统中引入比例控制，其稳定性只能略有提高，稳态误差的积累仍会造成期望值与实际值的较大偏差。

而如果只应用比例控制，给定系统的比例太小，其调节功能就会太弱；如果给定比例过大，系统会因反应过度而不稳定，产生明显的冲击。同样的目标是把室温从30降到20，按等比例分成10份，交给空调系统执行。空调系统第一秒的理想制冷是1，实际制冷可能是1.1，产生误差。

而积分控制的系统可以及时反映前1S 0.1的控温偏差，将实际剩余的8.9的制冷任务划分到后9S，利用这种逻辑递归不断调整系统的下一个控制现实。#2积分控制#3微分控制

P I控制方式大大提高了系统的稳定性。但信号反馈的变化总是滞后于误差的变化，造成系统控制的固有滞后。并且在克服误差的调整过程中，系统可能振荡甚至失去稳定性。瓦力：微分就像一个“先知”。微分控制可以借助系统产生的误差预测下一步的误差趋势，提前修正误差。

同样，温度是由空气控制的。在系统中加入微分控制后，可以通过误差的变化率来判断系统是上升还是下降，预先改变其控制量。该动作与积分动作互补，减小了系统的动态偏差，提高了其调节率。

PID控制算法已被浩轩应用于仿生机械臂和人机交互玩具手城堡的研发中。它还能以简单的方式编译处理低级内存的C语言，因其算法简单明了、适应性好、鲁棒性强而被广泛应用于能源、化工、制造、航空航天等诸多领域。是当之无愧的超级算法。

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