pid算法三个参数的控制作用是什么（pid算法三个参数的控制作用是）

看起来PID很高尚，但是先是被别人吓到了，然后又被公式吓到了。由于大多数人不会数学或者已经忘记了，当他们再次看到公式时，他们会害怕得要死。

我直接从网上找到了PID相关公式，截图如下。

明白了非常基本的原理之后，我看不懂公式，也看不懂意思，所以最后没有理解透。我先分析一下公式。明白了公式之后，再结合网上的一些PID例子就会明白了。

我们先简单了解一下PID的三个系数的含义。也防止自己忘记。 P为比例系数，I为积分系数，D为微分系数。

下面对PID的三个系数进行详细说明： 演示PID的三个参数的控制效果。

比例系数P

比例系数P的作用是什么？其实，如果你现在是一名初中生，你立刻就会明白。比例系数用于放大通过坐标点(0,0)的直线k。 k越大，直线越大。斜率越大，所以用在y=k*x中，其中k是比例系数p，大家简称为kp，所以就变成了y=Kp*x。

x为当前值currentValue与目标值totalValue的差值，称为误差err，则err=currentValue-totalValue。 y为执行器对应的输出值U，因此执行器对应的输出值U=Kp * (currentValue - TotalValue)。

那么，如果我们用比例来调整。

那么当前第一次调节时执行器对应的输出值为：

U1=Kp * ( 当前值1 - 总值1 )

第二次调整时执行器对应的输出值为：

U2=Kp * ( 当前值2 - 总值2 )

这就是比例系数P的应用，也就是大家所说的比例调节。比例调整是根据当前值与目标值的差值，乘以Kp系数得到输出值，该输出值直接影响当前值的下一步变化。如果仅进行比例调节，系统会剧烈振荡。例如，你的车当前运行速度为60km/h，现在你想通过你的执行器控制车达到恒定的50km/h，如果你只使用kp进行比例调节。 U=Kp * (60 - 50)。假设Kp为1，此时U执行器的输出值为10，结果当执行器输出时，你发现车子突然变成了35Km/h。此时U2=Kp*(35-50)。此时U执行器的输出值为-15。结果，当你的执行器输出时，你发现车子变成了55Km/h。由于惯性和不可预测的误差因素，您的汽车永远无法达到恒定的50km/h。一直在摇晃，我敢肯定如果你在车里，你一定会吐得很厉害。因此，在某些情况下，仅仅通过调整比例系数是无法使系统稳定的。因此，为了减缓振荡的剧烈程度，可以将比例P和微分D结合使用。

微分系数D

微分实际上就是对误差进行微分。错误加1 就是err(1)。错误2是err(2)。那么误差err的微分就是(err2 - err1)。乘以微分系数D，我们称之为KD，当执行器在第一次调整后有第一个误差，在第二次调整后有第二个误差时，与P系数相结合。使用PD组合时，您可以根据每次调整时误差值的经验计算来选择D的系数。如果误差越来越小，那么微分后一定是负值。负值乘以D系数并加上比例调整值后，该值肯定会小于单纯使用比例调整的值，因此阻尼效果被激活。阻尼作用将使系统区域稳定。

经过上述分析，PD组合的公式为：

U(t)=Kp * err(t) + Kd * derr(t)/dt

积分系数I

积分实际上是误差的积分，是误差的无限和。积分系数I怎么理解，这里是网上的例子

以热水为例。假设有人把我们的加热设备带到一个非常冷的地方并开始烧水。需要加热到50。

在P的作用下，水温缓慢升高。当达到45时，他发现了一件坏事：天气太冷了，水的消散速度等于P控制的加热速度。

这是怎么办？

P哥是这样想的：我已经离目标很近了，只需轻轻加热即可。

D哥是这样想的：加热和散热是对等的，温度没有波动，我好像不需要调整什么。

结果，水温永远保持在45，永远不会达到50。

常识表明加热功率应该进一步增加。但增量如何计算呢？

前辈科学家想出的方法真是巧妙。

设置积分金额。只要偏差存在，偏差就会不断积分（累积）并反映在调整力度上。

这样，即使45和50相差不是太大，随着时间的推移，只要没有达到目标温度，积分就会不断增加。系统会慢慢意识到还没有达到目标温度，是时候增加功率了！

达到目标温度后，假设没有温度波动，积分值不会再发生变化。此时，加热功率仍等于制冷功率。然而，温度稳定在50C。

kI的值越大，积分时乘的系数越大，积分效果越明显。

因此，I的作用是减少静态条件下的误差，使受控物理量尽可能接近目标值。

我在使用时仍然遇到一个问题：我需要设置一个点限制。这样可以防止刚开始加热时积分量过大而难以控制。

编辑：黄飞