通俗易懂讲解PID_pid是什么意思?(pid)

pid是什么意思？(简单解释一下PID。)在实际工程中，应用最广泛的调节器控制规律是比例、积分和微分控制，简称PID控制，也称为PID调节。自PID控制器问世以来，由于其结构简单、稳定性好、运行可靠、调节方便，已成为工业控制的主要技术之一。

PID是什么意思(轻松解释PID)[/S2/]

PID控制是一种传统的控制方法，适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有的现场。在不同的现场，只需对PID参数进行不同的设置，只要参数设置得当，就能取得良好的效果。都可以达到0.1%，甚至更高，控制要基于优优资源 *** 。

今天，我给你一个理论上的解释。在下面的文章中，我将根据不同的工业控制案例，讲解西门子S7-200、S7-300和薄涂PLC如何使用PID控制，以及如何编程和注意事项！

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那么什么是PID控制呢？

我先举个例子吧！首先，PID的故事

小明接到这样一个任务:有一个水箱漏水(而且漏水的速度不一定恒定)，要求水位维持在一定的位置。一旦发现水位低于所需位置，应向水箱加水。

小明接到任务后一直守在水箱旁。时间长了，他觉得无聊，就去房间看小说，每30分钟查一次水位。水漏得太快。每次小明来检查，水都快喝完了，离要求的高度差很远。小明每3分钟换一次检查。结果每次水来的时候都不怎么漏，不用加水。来得太频繁的东西是没用的。几次测试后，确保每10分钟检查一次。这个检查时间称为取样周期。

小明开始用勺子加水。水龙头离水箱有十几米远，他经常要跑好几趟才加够水。于是小明改成用水桶加水。一加是桶。跑的次数少了，加水的速度更快了。但是，水缸几次溢出，他几次不小心弄湿了鞋子。小明又用脑了。我不需要勺子或水桶。老子用了几次一个盆，发现正好，我就不用跑太多次了。这个浇水工具的大小叫做比例系数。

小明还发现，虽然水不会溢出来，但有时会高于要求的位置，仍然存在湿鞋的危险。他想了另一个方法，在水箱里装一个漏斗。每次加水都是倒入漏斗而不是直接倒入水箱，这样可以慢慢加。这个溢出问题解决了，但是加水的速度又慢了，有时候还赶不上漏水的速度。于是他试着换不同大小的漏斗来控制加水的速度，最终找到了满意的漏斗。漏斗的时间称为整合时间。

小明终于松了一口气，但任务的要求突然严格起来，水位控制的时效性大大提高。一旦水位过低，必须立即将水加到要求的位置，不能过高，否则工资发不出。小明又尴尬了！于是他又开动脑筋，终于让他想到了一个方法。他经常在身边放一壶备用水。他发现水位低了，就一壶水下去，不经过漏斗，这样时效性有保证，但水位有时会高很多。他还要求在水位以上的水中打一个洞，然后在下面的备用桶上接一根管子，这样多余的水就会从上面的洞里漏出来。漏水的速度称为微分时间。

看到几个帖子问采样周期，临时想到了这样一个故事。微分的类比有点牵强，但有助于理解。呵呵，是入门级的。如果能帮助新手理解PID，但愿就够了。钟晓明的实验是一步一步独立完成的，但实际浇水工具、漏斗直径、溢流孔都同时影响了浇水速度和水位超调量。做了后面的实验后，经常会修正前面实验的结果。

钟晓明的实验是一步一步独立完成的，但实际浇水工具、漏斗直径、溢流孔都同时影响了浇水速度和水位超调量。做了后面的实验后，经常会修正前面实验的结果。

在PID控制模式下，用水壶将半杯水倒入印有刻度的玻璃杯中，停止；设定值:水杯半杯刻度；

实际值:杯中的实际水量；

产值:从水壶中倒出的水和从水杯中舀出的水；

测量:人眼(相当于传感器)

执行人:人

执行:倒水

反向:舀水

(1)P比例控制

即人们看到水杯中的水量没有达到水杯的半杯刻度时，就按照一定的水量从水壶中的国王杯中倒水，或者如果水杯中的水量超过刻度，就用一定的水量从水杯中舀水。这个动作可能会导致少于半杯或多于半杯停止。

描述:

比例控制是最简单的控制方法。控制器的输出与输入误差信号成比例。当只有比例控制时，系统的输出中存在稳态误差。

(2)PI积分控制

就是往水杯里倒一定量的水。如果发现杯子里的水没有水垢，就会一直倒下去。后来发现水超过半杯，就把杯子里的水舀出来。然后，如果不够，你就一遍又一遍地倒。如果太多，你就舀，直到水达到刻度。

描述:

在积分I控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成比例。对于一个自动控制系统，如果进入稳态后还有稳态误差，则称该控制系统有稳态误差或简称有稳态误差系统。为了消除稳态误差，必须在控制器中引入“积分项”。积分项对的误差取决于对时间的积分，积分项会随着时间的增加而增加。这样，即使误差很小，积分项也会随时间增加，从而推动控制器的输出增加，进一步减小稳态误差，直至等于零。因此，比例+积分(PI)控制器可以使系统进入稳态后无稳态误差。

(3)PID微分控制

也就是人的眼睛看杯子里的水量和刻度之间的距离。缝隙大的时候，他们就用水壶里的大量水倒水。当人们看到水量接近刻度时，他们减少从水壶中汲取的水量，慢慢接近刻度，直到停留在杯中的刻度处。最后，如果能准确地停在标尺的位置，则为静态无误差控制；如果你停在秤附近，有静态误差控制。

描述:

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)成比例。

在工程实践中，应用最广泛的调节器控制规律是比例、积分和微分控制，简称PID控制，也称为PID调节。PID控制器发明至今已有近70年的历史，由于其结构简单、稳定性好、运行可靠、调节方便，已成为工业控制的主要技术之一。当不能完全掌握被控对象的结构和参数，或不能获得精确的数学模型，而控制理论的其他技术又难以采用时，必须通过经验和现场调试来确定系统控制器的结构和参数。这时候应用PID控制技术是最方便的。即在我们没有完全了解一个系统和被控对象，或者无法通过有效的测量手段得到系统参数的情况下，优优资源网采用PID控制技术是最合适的。PID控制，其实也有PI和PD控制。PID控制器是以系统误差为基础，利用比例、积分和微分来计算控制量进行控制。

系统了解PID控制，一篇文章就够了，通俗易懂，讲解PID！PID参数

(1)比例(p)控制

比例控制是最简单的控制方法。控制器的输出与输入误差信号成比例。当只有比例控制时，系统的输出中存在稳态误差。

(2)整合(I)控制

在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成比例。对于一个自动控制系统，如果进入稳态后还有稳态误差，则称该控制系统有稳态误差或简称有稳态误差系统。为了消除稳态误差，必须在控制器中引入“积分项”。积分项对的误差取决于对时间的积分，积分项会随着时间的增加而增加。这样，即使误差很小，积分项也会随时间增加，从而推动控制器的输出增加，进一步减小稳态误差，直至等于零。因此，比例+积分(PI)控制器可以使系统进入稳态后无稳态误差。

(3)微分(D)控制

在微分控制中，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。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。原因是有大惯性分量(环节)或延迟分量，可以抑制误差，它们的变化总是滞后于误差的变化。解决方法是“提前”误差抑制效果的变化，即当误差接近零时，误差抑制效果应该为零。也就是说，仅仅在控制器中引入“比例”项往往是不够的。比例项的作用只是放大误差的幅度，目前需要增加的是“微分项”，可以预测误差变化的趋势。这样，比例+微分的控制器可以提前使抑制误差的控制效果等于零甚至为负，从而避免被控量的严重超调。因此，对于大惯性或大时滞的被控对象，比例+微分(PD)控制器可以改善系统在调节过程中的动态特性。

在整定PID参数时，用理论方法确定PID参数当然是最理想的方法，但在实际应用中，更多的时候是用试凑法来确定PID参数。

系统了解PID控制，一篇文章就够了，通俗易懂，讲解PID！一般增大比例系数P会加快系统的响应速度，有静态误差时有助于减小静态误差。但过大的比例系数会使系统产生较大的超调，产生振荡，使稳定性变差。

增加积分时间I有利于减小超调，减少振荡，增加系统的稳定性，但系统的静态误差消除时间变长。

增加微分时间d有利于加快系统的响应速度，减小超调量，增加系统的稳定性，但系统抑制扰动的能力减弱。

共同尝试时，可以参考上述参数对系统控制过程的影响趋势，实施先比例、后积分、再微分的设定步骤进行参数调整。

PID控制器参数的调整方法

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。根据被控过程的特点，确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间。整定PID参数的方法有很多，可以归纳为两类:

一、理论计算整定方法

它主要基于系统的数学模型，通过理论计算确定控制器参数。用这种方法得到的计算数据不能直接使用，而必须由实际工程进行调整和修改。

二、工程设置方法

它主要依靠工程经验，直接在控制系统的测试中进行，其方法简单易掌握，因此在工程实践中应用广泛。PID参数的工程整定方法主要有临界比值法、响应曲线法和衰减法。三种方法各有特点，它们的共同点是通过测试，然后根据工程经验公式调整控制器参数，优优资源网。但无论采用哪种方法，控制器参数都需要在实际运行中最终调整和完善。

系统了解PID控制，一篇文章就够了，通俗易懂，讲解PID！目前一般采用临界比率法。用这种方法整定PID控制器参数的步骤如下:

(1)首先，预先选择一个足够短的采样周期，使系统工作；

(2)只增加比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，然后记录比例放大系数和临界振荡周期；

(3)在一定的控制程度下，通过公式计算PID控制器的参数。

PID参数的设定:靠经验和对技术的熟悉程度，参考测量值跟踪和设定值的曲线，来调整P，I，d的大小。

常用公式:

设置参数找到更好的，从小到大依次检查；

先求比例积分，最后加微分；

曲线振荡频繁，比例带盘要放大；

曲线围绕大湾浮动，比例带盘向小盘弯曲；

曲线偏离缓慢，积分时间减少；

曲线波动周期长，积分时间较长；

之一步，设定比例控制

将比例控制函数由小变大，观察每次响应，直到得到一条响应快、超调小的响应曲线。

第二步，积分环节。

如果在比例控制下稳态误差不能满足要求，则应增加积分控制。首先将上一步选择的比例系数降低到原来的50 ~ 80%，然后将积分时间设置为较大的值，观察响应曲线。然后，减少积分时间，增加积分函数，相应调整比例系数。反复尝试得到满意的响应，确定比例和积分参数。

第三步，设置差分链接。

如果通过以上步骤，PI控制只能消除稳态误差，而动态过程不尽如人意，那么就要加入微分控制，形成PID控制。先设定微分时间TD=0，逐渐增加TD，同时相应改变比例系数和积分时间，反复尝试，获得满意的控制效果和PID控制参数。

PID的15个基本概念

没有金刚钻，没有瓷器。为了掌握和应用PID，我们非常有必要学习基本概念来武装自己。有些概念会搭配实际项目中常用的表达方式，以“实:”开头。

1调整量:反映调整对象实际波动的量。调整后的数量是不断变化的。

实数:常用检测到的反馈值来表示，如yout(t)。

2整定值:PID调节器的整定值是人们期望调节的值。设定值可以是固定的或可变的。

实际:人为设定，常用rin(t)表示。

3控制输出:PID调节器根据被调节量的变化，计算后发出的使外部执行结构按其要求动作的指令，即整个调节器的输出。请注意yout(t)和规定数量之间的差异。这两个概念完全不同，人们经常混淆。

Real:你经常看到的公式“u(t)= KP[e(t)+1/ti∫e(t)dt+TD * de(t)/dt”中的U(t)。

4输入偏差:输入偏差时调整量与设定值之差。

Real: error(t)=rin(t)-yout(t)。

5(比例):P是比例作用。简单来说就是输入偏差乘以一个系数。

现实:比如kp和KP都一样。

I(积分):I是积分，简单来说就是对输入偏差进行积分。

现实:如ki。

d(积分):D就是微分，简单来说就是对输入偏差进行微分。

现实:比如kd。

8 PID的基本公式:一般来说，PID调节器的参数设定过程是先将系统调整到纯比例作用，逐渐加强比例作用使系统产生等幅振荡，记录比例作用和振荡周期，然后将比例作用乘以0.6，适当延长积分作用。

KP = 0.6 *公里

KD= KP*/4或KD= KP*tu/8

KI= KP*/或KI= 2KP/tu

KP:比例控制参数；

KD:积分控制参数；

KI:微分控制参数；

Km:系统开始振荡时的比例值，通常称为临界比例值；

:等幅振荡的频率，tu为振荡周期。这里Tu =2，而不是tu=1。学过傅里叶和拉普拉斯变换的同学应该明白这是为什么，这里就不赘述了。

9单回路:单回路是只有一个PID的调节系统。

10级联:一个PID不够。串级就是将两个PID串联起来，形成串级调节系统，也叫双环调节系统。在串级调节系统中，PID调节器分为主调节器和辅助调节器。

在串级调节系统中，调节被调节量的PID称为主调，其输出直接指向执行机构的PID称为副调。主音的控制输出进入辅助音，作为辅助音的设定值。主调门选用单回路PID调节器，辅调门选用外部给定调节器。

11积极效果

对于PID调节器，控制输出随被调节量的增加而增加，随被调节量的减少而减少的效果称为PID正效应。

12负面影响

对于PID调节器，控制输出随着被调节量的增加而减小，随着被调节量的减少而增加，这就是所谓的PID负效应。

13动态偏差

在调整过程中，被调整量与设定值之间的偏差是随时变化的，两者在任意时刻的偏差称为动态偏差。

14静态偏差

调整趋于稳定后，调整量与设定值的偏差为静态偏差。静态偏差的消除是通过PID调节器的积分功能实现的。

15回电

调节作用表现为被调节的量开始由升转降，或者由降转升的趋势变成回调。

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