什么是PID控制?PID控制有哪些作用?

PID控制是一种线性控制，PID控制通过积分作用消除误差，而微分控制可缩小超调量，加快反应，是综合了PI控制与PD控制长处，并消除其短处。为增进大家对PID的认识，本文将对PID控制、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控制

PID控制从20世纪30年代末期出现以来，已成为模拟控制系统中技术最成熟、应用最广泛的一种控制方式。技术人员和操作人员对它也最为熟悉。在工业过程控制中，由于难以建立被控对象精确的数学模型，系统的参数经常发生变化，所以运用控制理论分析综合代价比较大。PID控制技术结构简单，参数调整方便，其实质是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果用以输出进行控制。它是在长期的工程实践巾总结出来的一套控制方法，实际运行经验和理论分析都表明，对许多工业过程进行控制时，这种方式都能得到比较满意的效果。

在计算机用于工业控制之前，气动、液动和电动的PID模拟控制器在过程中占有垄断地位。在计算机用于过程控制之后，虽然出现了许多只能用计算机才能实现的先进控制策略，但资料表明，采用PID的计算机控制回路仍占85%以上。用计算机实现PID控制，形成了数字PID控制技术。它并非只能简单地重现模拟PID控制器的功能，而是在把模拟PID控制规律数字化的同时，结合了计算机控制的特点及计算机逻辑判断功能，增加了许多功能模块，使传统的PID控制更加灵活多样，更能满足生产过程提出的要求。数字PID控制器的设计是一种连续化设计方法，这种连续化设计技术要求在采样周期化比较短的情况下，才能达到满意的控制效果。

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。

以上便是此次带来的PID相关内容，通过本文，希望大家对PID已经具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!