PID 控制系統的參數調節技巧

　　當今的閉環自動控制技術都是基于反饋的概念以減少不確定性。反饋理論的要素包括三個部分：測量、比較和執行。測量關鍵的是被控變量的實際值，與期望值相比較，用這個偏差來糾正系統的響應，執行調節控制。在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。

　　PID控制器（比例-積分-微分控制器）是一個在工業控制應用中常見的反饋回路部件，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。

　　PID控制的基礎是比例控制；積分控制可消除穩態誤差，但可能增加超調；微分控制可加快大慣性系統響應速度以及減弱超調趨勢。這個理論和應用的關鍵是，做出正確的測量和比較后，如何才能更好地糾正系統。PID（比例（proportion）、積分（integral）、導數（derivative））控制器作為最早實用化的控制器已有近百年歷史，現在仍然是應用最廣泛的工業控制器。

　　PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。

　　PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。其輸入e（t）與輸出u（t）的關系為：u（t）=kp［e（t）+1/TI∫e（t）dt+TD*de（t）/dt］式中積分的上下限分別是0和t因此它的傳遞函數為：G（s）=U（s）/E（s）=kp［1+1/（TI*s）+TD*s］其中kp為比例系數；TI為積分時間常數；TD為微分時間常數。

　　它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產品，使用中只需設定三個參數（Kp，Ti和Td）即可。在很多情況下，并不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。

　　首先，PID應用范圍廣。雖然很多工業過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態特性不隨時間變化的系統，這樣PID就可控制了。

　　其次，PID參數較易整定。也就是，PID參數Kp，Ti和Td可以根據過程的動態特性及時整定。如果過程的動態特性變化，例如可能由負載的變化引起系統動態特性變化，PID參數就可以重新整定。

　　第三，PID控制器在實踐中也不斷的得到改進PID在控制非線性、時變、耦合及參數和結構不確定的復雜過程時，工作得不是太好。最重要的是，如果PID控制器不能控制復雜過程，無論怎么調參數都沒用。

　　雖然有這些缺點，但簡單的PID控制器有時卻是最好的控制器。